Najnovejši načini uporabe biomaterialov v zdravstvu

Biomateriali postajajo pomemben del številnih terapevtskih in diagnostičnih postopkov, raziskave na tem področju pa hitro naraščajo. Nekatera izmed najbolj zanimivih področij so ortopedija, oftalmologija, zdravljenje raka in zobna nega.

Biomaterial je snov, ki je izdelana tako, da ima obliko, ki se uporablja za usmerjanje poteka terapevtskega ali diagnostičnega postopka.. Čeprav se veliko študij o biomaterialih izvaja na živalskih modelih ali in-vitro Trenutno znanstveniki napovedujejo, da bodo ugotovitve kmalu uporabljene v preskušanjih pri ljudeh.

Oftalmologija in biomateriali

Amnijska membrana (AM) se že vrsto let uporablja v rekonstruktivni kirurgiji očesa. Pred kratkim so bile predlagane nove tehnike, ki bi nadomestile roženico bolj učinkovito. Ta posebna operacija se pogosto izvaja, kadar pride do trajne poškodbe oči zaradi bolezni ali kemičnih opeklin.

AM se pridobiva iz notranje plasti placente in ima protivnetne in anti-brazgotinske lastnosti, zaradi česar je dober membranski nadomestek. Vendar pa je AM tkivo naravno tanko in zamagljeno, kar lahko vpliva na vid. Znanstveniki zdaj raziskujejo načine za utrjevanje in optično razjasnitev AM z ustvarjanjem tkivnega laminata. Verjamejo, da bodo njihove ugotovitve pripomogle k napredku AM na načine, ki bodo material bolje uporabili v rekonstruktivni kirurgiji človeškega očesa.

Biomateriali za izboljšanje diagnostike in zdravljenja raka

Prav tako je bilo veliko napredka pri uporabi različnih biomaterialov pri zdravljenju raka. Ti vključujejo uporabo originalnih materialov za določanje diagnoze in prognoze različnih vrst raka, pa tudi njihovo uporabo za učinkovitejše zdravljenje zdravil proti raku. Terapije, ki ciljno usmerjajo tumorje, so bile prepoznane kot prednostni način zdravljenja raka. Sposobni so nuditi večje udarce rakavim celicam in povzročajo manj stranskih učinkov.

Za lokalizirano zdravljenje raka so raziskovalci z Univerze v Adelaideju v Avstraliji zasnovali in izdelali 3D-implantat na osnovi titanove žice z nizi titanovih nanocevk, ki jih je mogoče naložiti z zdravilom za raka in služiti kot naprava za dostavo zdravil. Njihove študije so pokazale, da je pri raku z novimi vsadki rakavih celic raka dojk manj verjetno, da bodo preživele.Med raziskavo, tri dni po vstavitvi vsadka, so tumorske celice začele nazadovati. Raziskovalci tudi poudarjajo, da bi se lahko ta novi kemoterapevtski pristop v prihodnosti prilagodil drugim vrstam raka.

Dajanje zdravil na točno mesto lezije je pristop, ki se preizkuša tudi na drugih področjih medicine. Na primer, bakterijske okužbe, odporne na zdravila, ki so postale vse večji problem zaradi prekomerne uporabe antibiotikov, se lahko zdravijo z uporabo najnovejših dosežkov v biomaterialih. Mezoporozna silikatna nano vozila, vgrajena v srebrno jedro, so že bila uporabljena na modelih miši za dostavo antibiotikov na območja odporne okužbe. V raziskavah na živalih se je pokazalo, da so nanoplatforme zelo učinkovite pri ubijanju bakterij, ki hkrati uporabljajo srebro in antibiotike.

Inženiring tkiv hrustanca

Dr. Tanya Levingstone z Royal College of Surgeons na Irskem (RCSI) raziskuje še eno zanimivo področje raziskav biomaterialov. Levingstone je del raziskovalne skupine Bone and Tissue Engineering Research. Ta skupina je dosegla pomemben napredek pri oblikovanju materiala, ki lahko pomaga pri obnovi poškodovanih sklepov. Raziskovalna skupina je združila moči z raziskovalnim centrom AMBER (Advanced Materials in BioEngineering Research) in razvil 3D večplasten porozni oder, ki je sestavljen iz kolagena, hidroksiapatita in hialuronske kisline. Vse te snovi so prisotne v zdravem sklepu in imajo potencial za aktivno usmerjanje telesnih celic, da popravijo poškodovane sklepe.

V svojih najnovejših študijah so irski raziskovalci testirali spojino na 15-mesečnih čistokrvnih mladičih. Konj je trpel zaradi degenerativne bolezni obeh kolenskih sklepov, znanih kot osteochondritis dissecans. Nekateri primeri tega stanja so lahko pri živalih tako hudi, da jih je treba evtanazirati. Po opravljenem rutinskem artroskopskem postopku, ki je odstranil nestabilne delce kolen, so bili večplastni odri vstavljeni v konjske sklepe. Tako so nastale nove kosti in hrustanec, kar je pokazala preiskava pet mesecev po začetnem postopku. Mladi konj, ki je imel prej mračne možnosti, se je vrnil na treninge za prireditve v skokih.

Material je patentiran in je zdaj znan kot ChondroColl. Je drugi proizvod skupine na področju regeneracije kosti. Pred tem so izdelali in preizkusili oder za regeneracijo kosti, imenovan HydoxyCall, ki je že odobren s CE in ga je na trg prinesel start-up podjetje iz RCSI, imenovano SugarColl Technologies. ChondroColl trenutno čaka na zakonsko odobritev, prve študije o ljudeh z osteohondralnimi napakami pa se pričakujejo v bližnji prihodnosti.

Zmanjševanje zobne gnilobe

Raziskovalci z Univerze v Pensilvaniji iščejo boljše načine odstranjevanja zobnih oblog, ki lahko včasih povzročijo nastanek zobne gnilobe. Izdelali so katalitske nanodelce s peroksidno podobnim delovanjem, ki lahko motijo ​​zaščitni matriks, ki obdaja bakterije v ustih. Ta nova strategija je bila do sedaj testirana na modelih glodalcev in je pokazala znatno zmanjšanje zobne gnilobe. Ekipa upa, da bo to znanje kmalu uporabila za zdravljenje ustnih bolezni pri ljudeh. Predlagajo, da bi lahko vključili katalitske nanodelce s peroksidom v komercialne zobne paste in izdelke za ustno vodo kot novo strategijo v boju proti propadanju zob.