Biomateriali postaju važan dio mnogih terapijskih i dijagnostičkih postupaka, a istraživanje u tom području brzo raste. Neke od najuzbudljivijih područja su ortopedi , oftalmologija , liječenje raka i stomatološka skrb.
Biomaterijal je tvar koja je konstruirana tako da ima oblik koji se koristi za usmjeravanje tijeka terapijskog ili dijagnostičkog postupka .
Iako se mnoge studije biomaterijala odvijaju na životinjskim modelima ili in vitro , znanstvenici predviđaju da će otkrića uskoro biti korištena u ljudskim pokusima.
Oftalmologije i biomaterijala
Amnionska membrana (AM) već dugi niz godina koristi u rekonstruktivnoj operaciji oka. Nedavno su predložene nove tehnike kako bi zamjena rožnice učinkovitija. Ova se operacija često izvodi kada postoji ozbiljna ozljeda oka zbog bolesti ili kemijskih opeklina.
AM se dobiva iz najdubljog sloja posteljice i ima protuupalno i anti-scarring svojstva, što ga čini dobrim zamjenskom membranom. Međutim, AM tkivo je prirodno tanko i zamagljeno što može utjecati na viziju osobe. Znanstvenici sada istražuju načine za pooštravanje i optički razjasniti AM stvaranjem laminata tkiva. Oni vjeruju da će njihova otkrića pomoći unaprijediti AM na načine koji bolje primjenjuju materijal u rekonstruktivnoj operaciji ljudskog oka.
Biomateriali za bolju dijagnostiku i liječenje raka
Također je došlo do velikog napretka u korištenju različitih biomaterijala u liječenju raka. To uključuje upotrebu izvornih materijala za utvrđivanje dijagnoze i prognoze različitih vrsta raka, kao i njihova upotreba radi isporučivanja lijekova protiv raka na učinkovitiji način.
Terapije koje ciljaju tumore izravno su prepoznate kao poželjni način liječenja raka. Oni mogu isporučiti veće udarce na stanice raka i uzrokovati manje nuspojava.
U svrhu lokalizirane terapije raka, istraživači sa Sveučilišta u Adelaide, Australija, osmislili su i projektirali 3D titan žičane implante s titanijskim nanotubnim nizovima koji se mogu napuniti s lijekom protiv karcinoma i služe kao sredstvo za davanje lijeka. Njihova istraživanja pokazala su da kada se terapija raka isporučuje s novim implantatima, stanice raka dojke manje su vjerojatnije preživjele. Tijekom njihovog istraživanja, tri dana nakon umetanja implantata, stanice tumora počele su se regresirati. Istraživači također naglašavaju da se ovaj novi kemoterapijski pristup može prilagoditi drugim vrstama karcinoma u budućnosti.
Isporuka lijekova na točno mjesto lezije je pristup koji se također testira u drugim područjima medicine. Na primjer, bakterijske infekcije otporne na lijekove, koje su postale sve veći problem zbog prekomjernog korištenja antibiotika, mogu se liječiti najnovijim dostignućima u biomaterijalima. Srebrna jezgrena ugrađena mesoporousna silika nano vozila već su korištena na modelima miševa za isporuku antibiotika na područja rezistentne infekcije.
U istraživanju na životinjama, pokazalo se da su nanoflatformi vrlo učinkoviti u ubijanju bakterija, istodobno uz upotrebu srebrnih i antibiotika.
Inženjering tkiva hrskavice
Dr. Tanya Levingstone iz Royal College of Surgeons u Irskoj (RCSI) istražuje još jedno uzbudljivo područje istraživanja biomaterijala. Levingstone je dio Bone and Tissue Engineering Research Group. Ova grupa je napravila značajan napredak u oblikovanju materijala koji može pomoći u regeneraciji oštećenih zglobova. Istraživački tim je udružio snage s istraživačkim centrom AMBER ( Advanced Materials and BioEngineering Research) i razvio 3D višeslojni porozni skelar koji se sastoji od kolagena, hidroksiapatita i hijaluronske kiseline.
Sve te tvari su prisutne u zdravi zglob i imaju potencijal da aktivno usmjeravaju stanice tijela na popravak oštećenih zglobova.
U svojim najnovijim istraživanjima, irski istraživači testirali su spoj na 15-mjesečnoj punktovima. Konj je patio od degenerativne bolesti obaju njenih zglobova koljena poznatih kao osteokondritis dissecans. Neki slučajevi ovog stanja mogu biti toliko ozbiljni kod životinja da im treba da budu eutanazirani. Nakon prolaska kroz rutinsku artroskopsku proceduru koja je uklonila nestabilne fragmente koljena, višeslojne skele bile su ugrađene u zglobove konja. Kao rezultat toga, formirana je nova kost i hrskavica, što je otkriveno istragom pet mjeseci nakon inicijalnog postupka. Mladi konj s prethodno zelenim izgledima sada se vraća na trening za događaje skakanja.
Materijal je patentiran i sada je poznat kao ChondroColl. To je drugi proizvod tima u području regeneracije kostiju. Ranije su projektirali i testirali skele za regeneraciju kostiju pod nazivom HydoxyCall, koji je već odobren od strane CE, a tvrtka je pokrenula tvrtka RCSI, pod nazivom SugarColl Technologies. ChondroColl trenutno čeka odobrenje regulatora, a prve studije o ljudima s osteohondralnim defektima očekuje se u bliskoj budućnosti.
Suzbijanje propadanja zuba
Istraživači sa Sveučilišta u Pennsylvaniji traže bolji način uklanjanja zubnih plakova koji ponekad mogu uzrokovati pojavu propadanja zuba. Projektirali su katalitičke nanočestice s peroksidom sličnom aktivnošću koja može narušiti zaštitnu matricu koja okružuje bakterije koje se nalaze u ustima. Ova nova strategija do sada je bila testirana na modelima glodavaca i pokazala je značajno smanjenje propadanja zuba. Tim se nada da će uskoro primijeniti ovo znanje za liječenje ljudske oralne bolesti. Predlažu da se katalitičke nanočestice s peroksidom mogu uključiti u komercijalne pasta za zube i proizvode za ispiranje usta kao novu antiplailačku strategiju u borbi protiv propadanja zuba.
izvori:
David F, Levingstone T, O'Brien F, i sur. Poboljšano liječenje kostiju pomoću implantacije kolagena-hidroksiapatitnih skela u liječenju velike multilokulirane mandibularne aneurizme koštane ciste u punom pjevanju. Časopis za tkivno inženjerstvo i regenerativnu medicinu [serijsko online]. Listopad 2015 .; 9 (10): 1193.
Gao L, Liu Y, Koo H, i sur. Nanokatalizatori promiču degradaciju matriksa biofilmske stanice Streptococcus mutans i pojačavaju ubijanje bakterija kako bi se suzbijali zubni karijes in vivo. Biomaterials [serijski online]. 29. svibnja 2016 .; 101: 272-284.
Hariya T, Tanaka Y, Yokokura S, Nakazawa T. Transparentni, elastični amnionski laminati za membranu za transplantaciju rožnice. Biomaterials, [serijski online]. Rujan, 01016; 101: 76-85.
Kaur G, Willsmore T, Evdokiou A, i sur. Titanski žičani implantati s nanotubnim nizovima: model studije za lokalizirano liječenje raka. Biomaterials [serijski online]. 1. rujna 2016 .; 101: 176-188.
Meller D, Pauklin M, Thomasen H, Westekemper H, Steuhl KP. Amnionska membranska transplantacija u ljudskom oku. Deutsches Ärzteblatt International. 2011.godine; 108 (14): 243-248. doi: 10,3238 / arztebl.2011.0243.
Stack J, Levingstone T, David F, et al. Popravak velikih lezija osteochondritis dissecans korištenjem novog višeslojnog konstruiranog tkiva konstruktu u konjskom atletičaru. Časopis za tkivno inženjerstvo i regenerativnu medicinu [serijsko online]. 20. svibnja 2016; Dostupno od MEDLINE, Ipswich, MA. Pristupljen 11. lipnja 2016. godine.
Wang Y, Ding X, Gu H, i sur. Antibiotski napunjeni, srebrni jezgri ugrađeni mezoporozni nosači silicijevog dioksida kao sinergističko antibakterijsko sredstvo za liječenje infekcija rezistentnih na lijekove. Biomaterials [serijski online]. 2. lipnja 2016 .; 101: 207-216.