Biomateriaalit ovat tulossa tärkeä osa monien terapeuttisten ja diagnostisten menettelytapojen parissa, ja alan tutkimus kasvaa nopeasti. Jotkut mielenkiintoisimmista alueista ovat ortopedia , silmätaudit , syöpähoidot ja hammashoito.
Biomateriaali on aine, joka on suunniteltu ottamaan muotoa, jota käytetään ohjaamaan terapeuttisen tai diagnostisen menettelyn kulkua .
Vaikka paljon biomateriaaleista tehtyjä tutkimuksia tehdään eläinmalleilla tai in vitro tällä hetkellä, tiedemiehet ennustavat, että löydöksiä käytetään pian ihmiskokeissa.
Silmälääketieteen ja biomateriaalit
Amniootin kalvoa (AM) on käytetty useiden vuosien ajan silmän rekonstruktiivisessa leikkauksessa. Viime aikoina on ehdotettu uusia tekniikoita sarveiskalvon korvaamisen tehostamiseksi. Tämä erityisesti leikkaus suoritetaan usein silloin, kun taudin tai kemiallisten palovammojen aiheuttamat pysyvät vahingot silmille.
AM saadaan istukan sisimmästä kerroksesta ja sillä on anti-inflammatoriset ja anti-arpeuttavat ominaisuudet, mikä tekee siitä hyvän kalvojen korvikkeen. AM-kudos on kuitenkin luonnollisesti ohut ja pilvinen, mikä voi vaikuttaa henkilön näkemykseen. Tutkijat tutkivat nyt tapoja kestää ja optisesti selventää AM luomalla pehmolaminaattia. He uskovat, että heidän havainnot auttavat edistämään AM: tä siten, että ihmisen silmän uudelleenrakentamisessa leikkauksen materiaali soveltuu paremmin.
Biomateriaalit parantavan syöpätautien diagnosointiin ja hoitoon
Eri biomateriaaleja on myös edistytty paljon syövän hoidossa. Näitä ovat alkuperäisten materiaalien käyttö erilaisten syöpien diagnoosin ja ennusteiden määrittämiseksi sekä niiden käyttäminen syöväntorjuntaan tehokkaammin.
Kasvaimia suoraan kohdistuvia terapeuteja on tunnustettu suositeltavaksi keinoksi syövän hoitoon. He pystyvät antamaan isompia iskuja syöpäsoluille ja aiheuttamaan vähemmän haittavaikutuksia.
Lokalisoidun syöpähoidon vuoksi Adelaiden yliopistossa Australiassa toimivat tutkijat suunnittelivat ja suunnittelivat 3D-titaanilankapohjaisia implan t titaanidioksidiputkijoukkoja, jotka voidaan ladata syöpälääkkeellä ja toimivat lääkeaineena. Niiden tutkimukset osoittivat, että kun syöpähoito toimitetaan uusien implanttien kanssa, rintasyöpäsolujen todennäköisyys selviytyä on epätodennäköisempää. Tutkimuksensa aikana kolme päivää implantin lisäämisen jälkeen kasvainsolut alkoivat regressoida. Tutkijat korostavat myös, että tämä uusi kemoterapeuttinen lähestymistapa voitaisiin sovittaa muille syöpätapauksille tulevaisuudessa.
Lääkkeiden jakaminen tarkalleen leesioalueelle on lähestymistapa, jota myös testataan muilla lääketieteen aloilla. Esimerkiksi huumeidenkestävät bakteeri-infektiot, joista on tullut kasvava ongelma antibioottien liiallisen käytön vuoksi, saattavat olla hoidettavissa uusimpien biomateriaalien edistysaskeleiden avulla. Hopeisia ytimen upotettuja mesohuokoisia silika-nano-autoja on jo käytetty hiirimalleissa antibioottien toimittamiseksi resistenttien infektioiden alueille.
Eläintutkimuksessa nanoplatformien on osoitettu olevan erittäin tehokkaita bakteerien tappamiseksi samanaikaisesti käyttämällä sekä hopeaa että antibioottisia aineita.
Kärsitekniikan suunnittelu
Tohtori Tanya Levingstone Irlannin kuninkaalliselta kirurgian kuntayhtymältä (RCSI) tutkii toista mielenkiintoista biomateriaalitutkimuksen aluetta. Levingstone on osa Bone and Tissue Engineering Research Groupia. Tämä ryhmä on edistynyt merkittävästi materiaalin suunnittelussa, joka voi auttaa vioittuneiden nivelten elvyttämisessä. Tutkimusryhmä yhdisti voimansa tutkimuskeskuksen AMBER ( Advanced Materials and BioEngineering Research) kanssa ja kehitti 3D-monikerroksisen huokoisen tukirakenteen, joka koostuu kollageenista, hydroksiapatiitista ja hyaluronihaposta.
Kaikki nämä aineet ovat terveellisessä liitoksessa ja niillä on potentiaalia ohjata aktiivisesti kehon soluja vahingoittuneiden nivelten korjaamiseen.
Viimeisimmissä tutkimuksissaan irlantilaiset tutkijat testasivat yhdistelmää 15 kuukauden ikäisellä täysiviljelmällä. Hevonen oli kärsinyt kummankin polven niveltulehduksen degeneratiivisesta sairaudesta, joka tunnetaan nimellä osteokondriitti dissecans. Joissakin tapauksissa tämä tila voi olla niin vakava eläimissä, että niitä on joudutettava eutanoitumaan. Sen jälkeen, kun oli suoritettu rutiininomainen artroskooppinen menettely, joka poistaa epävakaat polvipartentit, monikerroksiset telineet istutettiin hevosen niveliksi. Tämän seurauksena syntyi uutta luuta ja rustoa, kuten tutkimus osoitti viisi kuukautta alkuperäisen menettelyn jälkeen. Nuorella hevosella, jolla on aiemmin huonoja näkymiä, on nyt palannut näyttelyhyppytapahtumiin.
Materiaali on patentoitu ja se tunnetaan nyt nimellä ChondroColl. Se on joukkueen toinen tuote luun uudistamisen alalla. Aiemmin he suunnittelivat ja testasivat luun uudistustelineet, joita kutsutaan nimellä HydoxyCall, joka on jo CE-hyväksytty ja jonka RCSI -yritys, SugarColl Technologies, on tuonut markkinoille markkinoille. ChondroColl odottaa parhaillaan viranomaishyväksyntää ja ensimmäiset osteokondraalivikoilla tehdyt tutkimukset alkavat lähitulevaisuudessa alkaa.
Hampaiden hävittäminen
Pennsylvanian yliopiston tutkijat tutkivat parempia tapoja poistaa hammasplakkia, joka voi joskus aiheuttaa hampaiden puhkeamista. Ne ovat kehittäneet katalyyttisiä nanopartikkeleita, joilla on peroksidimaista vaikutusta, joka voi häiritä suojamuotoa, joka ympäröi suussa olevia bakteereja. Tätä uutta strategiaa on toistaiseksi testattu jyrsijämallilla, ja se on osoittanut huomattavaa hammashäviöiden vähenemistä. Tiimi toivoo voivansa pian soveltaa tätä tietoa ihmisen oraalisen taudin hoitoon. He ehdottavat, että katalyyttiset nanopartikkelit mahdollisesti sisällytetään peroksidiin kaupallisissa hammastahnoissa ja suuveden tuotteissa uudeksi strategiseksi torjuntastrategiaksi hampaiden rappeutumisen estämiseksi.
Lähteet:
David F, Levingstone T, O'Brien F et ai. Parannettu luun paraneminen käyttäen kollageeni-hydroksiapatiittirunko-implantaatiota suuren monilokuloituneen mandibulaarisen aneurysmakudoskystin hoidossa pikkutäytteisessä pureskelussa. Journal of Tissue Engineering & Regeneratiivisen lääketieteen [sarjavalmis online]. Lokakuu 2015; 9 (10): 1193.
Gao L, Liu Y, Koo H et ai. Nanokatalysaattorit edistävät Streptococcus mutansin biomolekyylimatriksin hajoamista ja parantavat bakteerien tappamista hampaiden karieksen estämiseksi in vivo. Biomateriaalit [sarjavalmis online]. 29. toukokuuta 2016; 101: 272 - 284.
Hariya T, Tanaka Y, Yokokura S, Nakazawa T. Läpinäkyvät, joustavat ihmisen amyottiset kalvolaminaatit sarveiskalvon siirtämiseen. Biomaterials, [sarjapohjainen verkko]. Syyskuu 1 016; 101: 76-85.
Kaur G, Willsmore T, Evdokiou A, et ai. Titaanilangan implantit, joissa on nanoputkijoukkoja: Tutkimusmalli paikallisesta syövän hoidosta. Biomateriaalit [sarjavalmis online]. 1. syyskuuta 2016; 101: 176-188.
Meller D, Pauklin M, Thomasen H, Westekemper H, Steuhl KP. Amniootin kalvon siirto ihmisen silmässä. Deutsches Ärzteblatt International. 2011; 108 (14): 243-248. doi: 10,3238 / arztebl.2011.0243.
Stack J, Levingstone T, David F, et ai. Korjaus suurista osteokondriitti-disseksaasioista käyttäen uutta monikerroksista kudosmuotoista konstruktiota hevosen urheilijalla. Journal of Tissue Engineering ja regeneratiivisen lääketieteen [sarja verkossa]. 20. toukokuuta 2016; Saatavana osoitteesta MEDLINE, Ipswich, MA. Käytettiin 11. kesäkuuta 2016.
Wang Y, Ding X, Gu H et ai. Antibioottikuormitettu hopea-ydin upotettu mesohuokoinen silikaatti nano-autoja synergistisenä antibakteerisena aineena lääkeainetta kestävien infektioiden hoitoon. Biomateriaalit [sarjavalmis online]. 2. kesäkuuta 2016; 101: 207-216.