A bioméretű anyagok számos terápiás és diagnosztikai eljárás fontos részévé válnak, és a kutatás ezen a téren gyorsan növekszik. A legizgalmasabb területek közé tartozik az ortopédia , a szemészet , a rákkezelés és a fogápolás.
A bioméretű anyag olyan anyag, amelyet úgy alakítottak ki, hogy olyan formát öltsön, amely egy terápiás vagy diagnosztikai eljárás lefolyását szolgálja .
Bár a bioméretekről szóló tanulmányok nagy részét állatmodellekben vagy in vitro vizsgálatokban végezték el, a tudósok azt jósolják, hogy a megállapításokat hamarosan emberi kísérletekben alkalmazzák.
Szemészeti és BioMaterials
Az amnion-membránt (AM) a szem rekonstrukciós sebészetében már évek óta használják. Nemrégiben új technikákat javasoltak a szaruhártya hatékonyabb cseréjének érdekében. Ezt a műtétet gyakran végezzük, ha a betegség vagy kémiai égési sérülések által okozott tartós sérülés a szem számára történik.
Az AM-t a placenta legbelső rétegéből nyeri és gyulladáscsökkentő és anti-hegesedő tulajdonságai vannak, ami jó membrán helyettesítővé teszi. Az AM szövet természetesen vékony és zavaros, ami befolyásolhatja az ember látását. A tudósok most kutatják, hogyan lehet keményíteni és optikailag tisztázni az AM-t szöveti laminátum létrehozásával. Úgy vélik, hogy megállapításai elősegítik az AM-et, hogy jobban alkalmazzák az anyagot az emberi szem rekonstrukciós sebészetében.
Bioanyagok a jobb rákdiagnosztikához és kezeléshez
A rák kezelésében számos előrelépés történt a különböző biomassza felhasználásával. Ezek közé tartozik az eredeti anyagok felhasználása a különböző rákos megbetegedések diagnózisának és prognózisának megállapításához, valamint a rákellenes gyógyszerek hatékonyabb adagolásához.
A tumorokat közvetlenül célzó terápiák felismerték a rák kezelésének előnyös módját. Képesek nagyobb rázkódásokat produkálni a rákos sejtekre és kevesebb mellékhatást okozni.
A lokalizált rákterápia céljából az Adelaide-i Egyetem (Ausztrália) Egyetem kutatói terveztek és terveztek 3D-titán huzal alapú implantátumot titánium nanotube-tömbökkel, amelyek rákos kábítószerrel tölthetők be és gyógyszeradagoló eszközként szolgálhatnak. A vizsgálatok azt mutatták, hogy amikor az új implantátumokkal szállítják a rákkezelést, a mellrákos sejtek kevésbé valószínűek túlélni. Kutatásuk során az implantátum beillesztését követő három nappal a tumorsejtek visszaindultak. A kutatók azt is hangsúlyozzák, hogy ez az új kemoterápiás megközelítés a jövőben más típusú rákhoz is igazítható.
A gyógyszereknek a sérülés pontos helyére történő átadása olyan megközelítés, amelyet más gyógyászati területeken is vizsgálnak. Például az antibiotikumok túlzott felhasználása miatt egyre nagyobb problémát jelentő, gyógyszerekkel szemben rezisztens bakteriális fertőzések kezelhetők a biomassza legújabb fejlesztéseivel. Ezüstmag-beágyazott mezopórusos szilícium-dioxid nano járműveket már használtak egérmodellekben, hogy antibiotikumokat szállítsanak az rezisztens fertőzés területére.
Állatkísérletekben a nanoplatformok kimutatták, hogy nagyon hatékonyak a baktériumok elpusztításában, egyidejűleg mind ezüst, mind antibiotikumokkal.
Cartilage Tissue Engineering
Dr. Tanya Levingstone a Royal College of Surgeons of Ireland-ból (RCSI) felfedezi a bioméreti kutatások egy másik izgalmas területét. A Levingstone a Bone and Tissue Engineering Research Group tagja. Ez a csoport jelentős előrelépést tett egy olyan anyag megtervezésében, amely segíthet a sérült ízületek regenerálásában. A kutatócsoport az AMBER kutatóközpontjával ( Advanced Materials and BioEngineering Research) egyesült, és kifejlesztett egy 3D-s többrétegű porózus állványt, amely kollagénből, hidroxiapatitból és hialuronsavból áll.
Mindezek az anyagok egészséges ízületben vannak jelen, és képesek aktívan irányítani a szervezet sejtjeit a sérült ízületek javítására.
Legutóbbi tanulmányaikban az ír kutatók egy 15 hónapos telivérfoltot teszteltek. A ló mindkét térdízület degeneratív betegségében szenvedett, osteochondritis dissecans néven ismert. Néhány esetben ez az állapot olyan súlyos lehet az állatoknál, amelyeket meg kell eutanizálni. Az instabil térdoszlopokat eltávolító rutin artroszkópos eljárás után a többrétegű állványokat beültették a ló ízületeibe. Ennek eredményeképpen kialakultak az új csontok és porcok, amint azt a vizsgálatot öt hónappal a kezdeti eljárás után feltárták. A fiatal ló, aki korábban komor kilátásokkal járt, most visszatért az ugróversenyekre.
Az anyag szabadalmaztatott, és jelenleg ChondroColl néven ismert. Ez a csapat második termék a csontregeneráció területén. Korábban a HydoxyCall csontregeneráló állványt tervezték és kipróbálták, ami már CE jóváhagyásra került, és az RCSI nevű, a SugarColl Technologies nevű céget piacra dobta. A ChondroColl jelenleg szabályozási jóváhagyásra vár, és az osteochondral kapcsolatos kórokozókkal kapcsolatos első tanulmányok a közeljövőben várhatóak.
A fogszuvasodás megszüntetése
A Pennsylvani Egyetem kutatói a fogászati plakk eltávolításának jobb módjait vizsgálják, amelyek néha a fogszuvasodást okozzák. Katalitikus nanorészecskéket fejlesztettek ki peroxidszerű hatással, amely zavarhatja a védő mátrixot, amely körülveszi a szájban található baktériumokat. Ezt az új stratégiát eddig rágcsálómodellekben vizsgálták, és jelentősen csökkentette a fogszuvasodást. A csapat reméli, hogy hamarosan ezt a tudást alkalmazza az emberi szájbetegség kezelésére. Azt javasolják, hogy a katalitikus nanorészecskéket peroxiddal a kereskedelmi fogkrémek és szájvíztermékek esetében új antiplaque stratégiává tegyék a fogszuvasodás elleni küzdelemben.
Forrás:
David F, Levingstone T. O'Brien és munkatársai: Enhanced csontgyógyulás kollagén-hidroxiapatit-állvány beültetésénél egy nagyméretű multiloculated mandibularis aneurysma csont cisztájának kezelésére egy telivéres malacban. Journal of Tissue Engineering és regeneratív orvostudomány [soros online]. 2015. október; 9 (10), 1193.
Gao L, Liu Y, Koo H és munkatársai: A nanokatalizátorok elősegítik a Streptococcus mutans biofilm mátrix degradációját és fokozzák a bakteriális leölést a fogszuvasodás elnyomásában in vivo. Biomaterials [soros online]. 2016. május 29 .; 101: 272-284.
Hariya T, Tanaka Y, Yokokura S, Nakazawa T. Átlátszó, rugalmas emberi amnion-membrán laminátumok szaruhártya-transzplantációhoz. Biomaterials, [online sorozat]. Szeptember 1, 016; 101: 76-85.
Kaur G, Willsmore T, Evdokiou A, és mtsai. Titán huzal implantátumok nanotube tömbökkel: A lokális rákkezelés vizsgálati modellje. Biomaterials [soros online]. 2016. szeptember 1 .; 101: 176-188.
Meller D, Pauklin M, Thomasen H, Westekemper H, Steuhl KP. Amniotikus membrán transzplantáció az emberi szemben. Deutsches Ärzteblatt International. 2011-ben; 108 (14): 243-248. doi: 10,3238 / arztebl.2011.0243.
Stack J, Levingstone T, David F. et al. Nagysebességű osteochondritis disszekszi elváltozások javítása egy új, többrétegű szövettani konstrukcióban egy lóversenyzőben. Journal of Tissue Engineering és regeneratív orvostudomány [soros online]. 2016. május 20 .; Elérhető a MEDLINE-tól, Ipswich, MA. Hozzáférés: 2016. június 11.
Wang Y, Ding X, Gu H et al. Antibiotikummal töltött, ezüstmag-beágyazott mezopórusos szilícium-dioxid nano hordozók, mint szinergikus antibakteriális szer a gyógyszerrezisztens fertőzések kezelésére. Biomaterials [soros online]. 2016. június 2 .; 101: 207-216.