Biomaterijal postaje važan deo mnogih terapeutskih i dijagnostičkih procedura, a istraživanja u ovoj oblasti brzo raste. Neke od najuzbudljivijih područja su ortopedija , oftalmologija , lečenje karcinoma i stomatološka zaštita.
Biomaterijal je supstanca koja je napravljena tako da uzima oblik koji se koristi za usmeravanje terapeutske ili dijagnostičke procedure .
Iako se mnoge studije o biomaterijalima rade na modelima životinja ili in vitro u ovom trenutku, naučnici predviđaju da će se uskoro naći nalazi u ljudskim suđenjima.
Oftalmologija i BioMateriali
Amniotska membrana (AM) već dugi niz godina koristi rekonstruktivnu hirurgiju oka. Nedavno su predložene nove tehnike kako bi zamjena rožnja bila efikasnija. Ova operacija se često izvodi kada postoji stalna povreda oka uzrokovana bolestom ili hemijskim opekotinama.
AM se dobija iz najsurolog sloja posteljice i ima antiinflamatorna i anti-ožiljna svojstva, što ga čini dobrom membranskom zamjenom. Međutim, AM tkivo je naravno tanko i zamagljeno, što može uticati na viziju osobe. Naučnici sada istražuju načine za pooštravanje i optički razjašnjavanje AM stvaranjem tkiva laminata. Oni veruju da će njihova otkrića pomoći unapređenju AM na način koji bolje primjenjuje materijal u rekonstruktivnoj hirurgiji ljudskog oka.
Biomaterijal za poboljšanje dijagnostike i lečenja karcinoma
Takođe je postignut veliki napredak u korišćenju različitih biomaterijala u lečenju karcinoma. Ovo uključuje korištenje originalnih materijala za utvrđivanje dijagnoze i prognoze različitih karcinoma, kao i njihovo korištenje za pružanje efikasnijih lijekova protiv karcinoma.
Terapije koje ciljaju tumore direktno su prepoznate kao preferentni način lečenja karcinoma. Oni su u stanju da pruže veće udarce ćelijama karcinoma i izazivaju manje neželjenih efekata.
U cilju lokalizovane terapije raka, istraživači sa Univerziteta u Adelaideu, Australiji, dizajnirali su i dizajnirali 3D titanijumski žičani implantat sa nizovima nanocevaka titanije koji se mogu učitati sa lekovima za kancer i služe kao uređaj za isporuku lekova. Njihove studije su pokazale da kada se terapija karcinoma isporučuje novim implantatima, ćelije raka dojke su manje vjerovatno preživele. Tokom svog istraživanja, tri dana nakon umetanja implanta, tumorske ćelije su počele da regresiraju. Istraživači takođe naglašavaju da bi ovaj novi hemoterapeutski pristup mogao biti prilagođen drugim vrstama raka u budućnosti.
Dostavljanje lekova na tačan položaj lezije je pristup koji se takođe testira u drugim područjima medicine. Na primjer, bakterijske infekcije otporne na lekove, koje su postale sve veći problem zbog prevelike upotrebe antibiotika, mogu se tretirati korištenjem najnovijih napretaka u biomaterijalima. Srebrna ugrađena mesoporozna silikatna nano vozila već su korišćena na modelima miševa kako bi pružali antibiotike u područja otporne infekcije.
U istraživanjima životinja pokazalo se da su nanoplatforme vrlo efikasne u ubijanju bakterija, istovremeno koristeći i srebro i antibiotske agense.
Injekcija tkiva injekcije hrskavice
Dr. Tanya Levingstone iz Kraljevskog koledža hirurga u Irskoj (RCSI) istražuje još jednu uzbudljivu oblast istraživanja biomaterijala. Levingstone je deo Istraživačke grupe za kosti i tkiva. Ova grupa napravila je značajan napredak u dizajniranju materijala koji može pomoći u regeneraciji oštećenih zglobova. Istraživački tim je udružio snage sa istraživačkim centrom AMBER ( Advanced Materials i BioEngineering Research) i razvio 3D višeslojnu poroznu skele koja se sastoji od kolagena, hidroksiapatita i hijaluronske kiseline.
Sve ove supstance su prisutne u zdravom zglobu i imaju potencijal da aktiviraju ćelije tela za popravku oštećenih zglobova.
U svojim najnovijim istraživanjima, irski istraživači su testirali jedinjenje na 15-mesečnoj čistoći. Konj je patio od degenerativne bolesti oba kolenskih zglobova poznatih kao osteohondritis dissecans. Neki slučajevi ovog stanja mogu biti tako ozbiljni kod životinja da ih treba eutanizirati. Posle rutinskog artroskopskog postupka koji je uklonio nestabilne fragmente kolena, višeslojne skele su implantovane u konjske zglobove. Kao rezultat toga formirana je nova kost i hrskavica, što je otkriveno istraživanjem pet meseci nakon početne procedure. Mladi konj sa prethodno mršavim izgledima sada se vraća na treninge za događaje sa skokovima.
Materijal je patentiran i sada je poznat kao ChondroColl. To je drugi proizvod tima u oblasti regeneracije kostiju. Prethodno su napravili i testirali skelet za regeneraciju kostiju nazvan HydoxyCall, koji je već odobren za CE i na tržište ga je pokrenula kompanija RCSI koja se zove SugarColl Technologies. ChondroColl trenutno čeka regulatorno odobrenje, a očekuje se da će prve studije o ljudima sa osteohondralnim oštećenjima započeti u bliskoj budućnosti.
Suzbijanje zube
Istraživači sa Univerziteta u Pensilvaniji razmatraju bolje načine uklanjanja zubne ploče koja ponekad može uzrokovati početak raspadanja zuba. Inžinirali su katalitičke nanočestice sa peroksidom podobnom aktivnošću koja može uznemiravati zaštitnu matricu koja okružuje bakterije koje se nalaze u ustima. Ova nova strategija do sada je testirana na modelima glodara i pokazala značajan pad u raspadu zuba. Tim se nada da će uskoro primijeniti ovo znanje za liječenje oralne bolesti kod ljudi. Oni predlažu da eventualno uključe katalitičke nanočestice sa peroksidom u komercijalne proizvode za zube i paste za usta kao novu antiplaque strategiju u borbi protiv zube.
Izvori:
David F, Levingstone T, O'Brien F, et al. Poboljšano zacenje kostiju implantacijom skeleta kolagena-hidroksiapatita u liječenju velike multikulirane mandibularne anevrizmalne kostne ciste u čistoći. Časopis za tkivno inženjerstvo i regenerativnu medicinu [serijski online]. Oktobar 2015; 9 (10): 1193.
Gao L, Liu Y, Koo H, i dr. Nanokatalizatori promovišu degradaciju biofilmske matrice Streptococcus mutans i poboljšavaju ubijanje bakterija kako bi suzbili zubni karijes in vivo. Biomateriali [serijski online]. 29. maj 2016; 101: 272-284.
Hariya T, Tanaka Y, Yokokura S, Nakazawa T. Transparentne, elastične laminate ljudske amniotske membrane za transplantaciju rožnjače. Biomateriali, [serijski online]. Septembar 1.2016; 101: 76-85.
Kaur G, Willsmore T., Evdokiou A, et al. Titanski žičani implantati sa nizovima nanocevaka: Studijski model lokalnog lečenja karcinoma. Biomateriali [serijski online]. 1. septembar 2016 .; 101: 176-188.
Meller D, Pauklin M, Thomasen H, Westekemper H, Steuhl KP. Amniotska transplantacija membrana u ljudskom oku. Deutsches Ärzteblatt International. 2011; 108 (14): 243-248. doi: 10.3238 / arztebl.2011.0243.
Stack J, Levingstone T, David F, et al. Popravka velikog osteohondritisa eliminiše lezije koristeći novi višeslojni tkiv konstruisani konstrukt u atletičarku konja. Časopis za tkivno inženjerstvo i regenerativnu medicinu [serijski online]. 20. maj 2016; Dostupno od MEDLINE, Ipswich, MA. Pristupljen 11. juna 2016.
Wang Y, Ding X, Gu H, i dr. Srebrni jezgro sa srebrnim jezgrom, mezoporozni silika nano, sintetičkim antibakterijskim sredstvom za liječenje infekcija otpornih na lekove. Biomateriali [serijski online]. 2. jun 2016 .; 101: 207-216.