Najnowsze sposoby Biomateriały są wykorzystywane w służbie zdrowia

Biomateriały stają się ważną częścią wielu procedur terapeutycznych i diagnostycznych, a badania w tej dziedzinie szybko się rozwijają. Niektóre z najbardziej ekscytujących dziedzin to ortopedia, okulistyka, leczenie raka i opieka dentystyczna.

Biomateriał jest substancją, która została opracowana w taki sposób, aby przybrać formę, która służy do kierowania przebiegiem procedury terapeutycznej lub diagnostycznej. Chociaż wiele badań dotyczących biomateriałów przeprowadza się na modelach zwierzęcych lub in vitro w tej chwili naukowcy przewidują, że odkrycia zostaną wkrótce wykorzystane w badaniach na ludziach.

Okulistyka i BioMateriały

Błonę owodniową (AM) stosuje się w chirurgii rekonstrukcyjnej oka od wielu lat. Niedawno zaproponowano nowe techniki, które usprawniają wymianę rogówki. Ta szczególna operacja jest często wykonywana w przypadku trwałego uszkodzenia oka spowodowanego chorobą lub poparzeniami chemicznymi.

AM jest otrzymywany z najbardziej wewnętrznej warstwy łożyska i ma właściwości przeciwzapalne i przeciwzmarszczkowe, co czyni go dobrym substytutem błony. Jednak tkanka AM jest naturalnie cienka i zachmurzona, co może wpływać na wzrok osoby. Naukowcy badają teraz sposoby hartowania i optycznego wyjaśniania AM przez tworzenie laminatu tkankowego. Uważają, że ich odkrycia pomogą AM w lepszym wykorzystaniu materiału w rekonstrukcyjnej chirurgii ludzkiego oka.

Biomateriały poprawiające diagnostykę i leczenie raka

Odnotowano również duży postęp w stosowaniu różnych biomateriałów w leczeniu raka. Obejmują one wykorzystanie oryginalnych materiałów do ustalenia diagnozy i prognozy różnych nowotworów, a także wykorzystanie ich do skuteczniejszego dostarczania leków przeciwnowotworowych. Terapie bezpośrednio ukierunkowane na nowotwory zostały uznane za preferowany sposób leczenia raka. Są w stanie dostarczyć większe ciosy komórkom nowotworowym i powodować mniej efektów ubocznych.

W celu zlokalizowanej terapii przeciwnowotworowej naukowcy z University of Adelaide w Australii zaprojektowali i wykonali trójwymiarowy implant na bazie tytanu z drutem tytanowym, który można załadować lekiem przeciwnowotworowym i służyć jako urządzenie do dostarczania leków. Ich badania wykazały, że gdy terapia nowotworowa jest dostarczana z nowymi implantami, komórki raka piersi stały się mniej podatne na przeżycie.W trakcie badań, trzy dni po wprowadzeniu implantu, komórki nowotworowe zaczęły się cofać. Naukowcy podkreślają również, że to nowe podejście do chemioterapii może być w przyszłości dostosowane do innych rodzajów nowotworów.

Dostarczanie leków dokładnie do miejsca uszkodzenia jest podejściem, które jest również testowane w innych dziedzinach medycyny. Na przykład, odporne na leki infekcje bakteryjne, które stały się coraz większym problemem z powodu nadużywania antybiotyków, mogą być leczone przy użyciu najnowszych postępów w dziedzinie biomateriałów. Nosowe mezoporowate nanocząstki srebra z rdzeniem srebrnym były już stosowane w modelach myszy do dostarczania antybiotyków do obszarów opornej infekcji. W badaniach na zwierzętach wykazano, że nanopłytki są bardzo wydajne w zabijaniu bakterii, jednocześnie wykorzystując zarówno srebro, jak i antybiotyki.

Technika tkankowa chrząstki

Dr Tanya Levingstone z Royal College of Surgeons in Ireland (RCSI) bada kolejny ekscytujący obszar badań biomateriałów. Levingstone jest częścią Bone and Tissue Engineering Research Group. Ta grupa poczyniła znaczne postępy w projektowaniu materiału, który może pomóc w regeneracji uszkodzonych stawów. Zespół badawczy połączył siły z ośrodkiem badawczym AMBER (Zaawansowane materiały i badania BioEngineering) opracował trójwymiarowy wielowarstwowy porowaty rusztowanie, które składa się z kolagenu, hydroksyapatytu i kwasu hialuronowego. Wszystkie te substancje są obecne w zdrowym stawie i mają zdolność aktywnego kierowania komórkami organizmu w celu naprawy uszkodzonych stawów.

W swoich najnowszych badaniach irlandzcy naukowcy przetestowali ten związek na 15-miesięcznej pełnej krwi klaczce. Koń cierpiał na chorobę zwyrodnieniową stawów kolanowych zwanych schorzeniami osteochondritis. Niektóre przypadki tego stanu mogą być tak poważne u zwierząt, że należy je uśmiercić. Po przeprowadzeniu rutynowej artroskopowej procedury usuwania niestabilnych fragmentów kolana wielowarstwowe rusztowania wszczepiono w stawy końskie. W wyniku tego powstała nowa kość i chrząstka, co ujawniono w badaniu pięć miesięcy po wstępnej procedurze. Młody koń z poprzednimi ponurymi perspektywami powrócił do treningów w skokach przez przeszkody.

Materiał został opatentowany i obecnie jest znany jako ChondroColl. Jest to drugi produkt zespołu w dziedzinie regeneracji kości. Wcześniej projektowali i testowali rusztowanie do regeneracji kości o nazwie HydoxyCall, które jest już zatwierdzone przez CE i zostało wprowadzone na rynek przez firmę start-up z RCSI o nazwie SugarColl Technologies. ChondroColl oczekuje obecnie na zatwierdzenie przez organy regulacyjne, a pierwsze badania na ludziach z wadami kostno-chrzęstnymi mają się rozpocząć w najbliższej przyszłości.

Tłumienie próchnicy zębów

Naukowcy z University of Pennsylvania szukają lepszych sposobów usuwania płytki nazębnej, która może czasami powodować początek próchnicy zębów. Naukowcy opracowali katalityczne nanocząsteczki o aktywności podobnej do nadtlenku, która może zaburzyć macierz ochronną, która otacza bakterie znajdujące się w jamie ustnej. Ta nowa strategia została do tej pory przetestowana na modelach gryzoni i wykazała znaczny spadek próchnicy zębów. Zespół ma nadzieję, że wkrótce zastosuje tę wiedzę do leczenia chorób jamy ustnej u ludzi. Proponują ewentualnie włączenie katalitycznych nanocząstek z nadtlenkiem w komercyjnej pastach do zębów i produktach do płukania jamy ustnej jako nowej strategii przeciw płytce nazębnej w walce z próchnicą zębów.