Nové způsoby, jak se mění zdravotní péče Biomateriály

Biomateriály se stávají důležitou součástí mnoha terapeutických a diagnostických postupů a výzkum v této oblasti rychle roste. Některé z nejzajímavějších oblastí jsou ortopedie , oftalmologie , léčba rakoviny a péče o zuby.

Biomateriál je látka, která byla navržena tak, aby měla formu, která se používá k řízení průběhu terapeutického nebo diagnostického postupu .

Ačkoli mnoho studií o biomateriálech se provádí na zvířecích modelech nebo in vitro v současné době, vědci předpovídají, že poznatky budou brzy použity v lidských studiích.

Oftalmologie a BioMateriály

Amniotická membrána (AM) byla používána v rekonstrukční chirurgii oka po mnoho let. Nedávno byly navrženy nové techniky, které učiní nahrazení rohovky efektivnějším. Tato konkrétní operace se často provádí, jestliže dochází k trvalému poškození oka způsobenému onemocněním nebo chemickými popáleninami.

AM se získává z nejvnitřnější vrstvy placenty a má protizánětlivé a protizánětlivé vlastnosti, což z něj činí dobrou membránovou náhražku. Avšak tkáň AM je přirozeně tenká a zakalená, což může ovlivnit vizi člověka. Vědci nyní zkoumají způsoby tvrdnutí a optického vyjasnění AM vytvořením tkaninového laminátu. Jsou přesvědčeni, že jejich nálezy pomohou posunout AM způsobem, který lépe aplikuje materiál v rekonstrukční chirurgii lidského oka.

Biomateriály pro lepší diagnostiku a léčbu rakoviny

Tam bylo také hodně pokroku s použitím různých biomateriálů v léčbě rakoviny. Patří mezi ně použití originálních materiálů pro stanovení diagnózy a prognózy různých typů rakoviny, jakož i jejich použití k účinnějšímu poskytování protirakovinových léků.

Terapie, které cílí na nádory přímo, jsou považovány za vhodnější způsob léčby rakoviny. Jsou schopni přinést větší rány rakovinným buňkám a způsobit méně nežádoucích účinků.

Pro účely lokalizované léčby rakoviny výzkumníci z univerzity v Adelaide v Austrálii navržili a vyrobili implantát založený na 3D titanu založeném na titanové nanotubové soustavě, který může být nabitý rakovinovým léčivem a slouží jako zařízení pro podávání léků. Jejich studie ukázaly, že když je rakovina dodána s novými implantáty, rakovinové buňky prsu se stávají méně pravděpodobné, že přežijí. Během výzkumu, tři dny po vložení implantátu, začaly nádorové buňky regresovat. Výzkumníci také zdůrazňují, že tento nový chemoterapeutický přístup by mohl být v budoucnosti přizpůsoben jiným druhům rakoviny.

Poskytování léků přesnému místu léze je přístup, který je také testován v jiných oblastech medicíny. Například bakteriální infekce rezistentní na léky, které se staly rostoucím problémem kvůli nadužívání antibiotik, by mohly být léčitelné pomocí nejnovějšího pokroku v biomateriálech. Stříbrné jádro-vložené mesoporézní křemičité nano-nosiče byly již použity na modelech myší k dodávání antibiotik do oblastí odolné infekce.

Při výzkumu na zvířatech se ukázalo, že nanoplatformy jsou velmi účinné při zabíjení bakterií, přičemž současně používají stříbro i antibiotika.

Inženýrství tkáňových chrupavek

Dr. Tanya Levingstone z Royal College of Surgeons v Irsku (RCSI) zkoumá další zajímavou oblast výzkumu biomateriálů. Levingstone je součástí výzkumné skupiny pro kostní a tkáňové inženýrství. Tato skupina dosáhla významného pokroku při navrhování materiálu, který může napomoci regeneraci poškozených kloubů. Výzkumný tým spojil své síly s výzkumným centrem AMBER ( Advanced Materials and BioEngineering Research) a vyvinul 3D vícevrstvé porézní lešení, které se skládá z kolagenu, hydroxyapatitu a kyseliny hyaluronové.

Všechny tyto látky jsou přítomny ve zdravém kloubu a mají potenciál aktivně směrovat buňky těla k opravě poškozených kloubů.

Ve svých nejnovějších studiích zkoumali irští vědci sloučeninu na 15měsíční plnokrevní plísně. Kůň trpěl degenerativním onemocněním obou kolenních kloubů známých jako osteochondritis dissecans. Některé případy tohoto stavu mohou být u zvířat tak vážné, že je třeba je eutanázovat. Poté, co podstoupil rutinní artroskopický postup, který odstranil nestabilní kolenní fragmenty, byly vícevrstvé lešení implantovány do kloubů koně. V důsledku toho vznikla nová kosti a chrupavka, což bylo zjištěno šetřením pět měsíců po počáteční proceduře. Mladý kůň s předtím skličujícími vyhlídkami se nyní vrátil k výcviku na výstava.

Materiál byl patentován a dnes je znám jako ChondroColl. Jedná se o druhý produkt v oblasti regenerace kostí. Předtím navrhli a testovali kostní regenerační lešení s názvem HydoxyCall, které je již schváleno společností CE a které uvedlo na trh startující firma společnosti RCSI nazvaná SugarColl Technologies. ChondroColl v současné době čeká regulační schválení a očekává se, že první studie na lidech s osteochondrálními vadami začnou v blízké budoucnosti.

Potlačení zubního kazu

Vědci z University of Pennsylvania hledají lepší způsoby odstranění zubního plaku, který může někdy způsobit nástup zubního kazu. Vyvinuli katalytické nanočástice s aktivitou podobnou peroxidu, která může narušit ochrannou matrici, která obklopuje bakterie nacházející se v ústech. Tato nová strategie byla dosud testována na modelech hlodavců a ukázala významný pokles zubního kazu. Tým doufá, že tyto znalosti brzy uplatní při léčbě onemocnění u lidí. Navrhují případné zařazení katalytických nanočástic s peroxidem do komerčních zubních past a produktů ústní vody jako novou strategii protiplazám v boji proti zubnímu kazu.

Zdroje:

David F, Levingstone T, O'Brien F. a kol. Zlepšené hojení kostí pomocí implantace kolagen-hydroxyapatitového lešení při léčbě velké multilokulární mandibulární aneuryzmatální kostní cysty u plnokrevní řasy. Časopis tkáňového inženýrství a regenerační medicíny [sériový online]. Říjen 2015; 9 (10): 1193.

Gao L, Liu Y, Koo H, et al. Nanokatalyzátory podporují degradaci matrice biofilmu Streptococcus mutans a zvyšují zabíjení bakterií k potlačení zubního kazu in vivo. Biomateriály [sériové online]. 29. května 2016; 101: 272-284.

Hariya T, Tanaka Y, Yokokura S, Nakazawa T. Transparentní, pružné lidské amniotické membránové lamináty pro transplantaci rohovky. Biomateriály, [sériové online]. Září 1,2016; 101: 76-85.

Kaur G, Willsmore T, Evdokiou A, et al. Titanové drátové implantáty s nanotubovými soustavami: Studijní model lokalizované léčby rakoviny. Biomateriály [sériové online]. 1. září 2016; 101: 176-188.

Meller D, Pauklin M, Thomasen H, Westekemper H, Steuhl KP. Transplantace amniózních membrán v lidském oku. Deutsches Ärzteblatt International. 2011, 108 (14): 243-248. dva: 10.3238 / arztebl.2011.0243.

Stack J, Levingstone T, David F. a kol. Oprava velkých osteochondritických dissekánových lézí s použitím nového vícevrstvého tkáňově konstruovaného konstruktu u koňského atleta. Journal of Tissue Engineering a regenerační medicíny [sériový online]. 20. května 2016; Dostupné od společnosti MEDLINE, Ipswich, MA. Přístup k 11. červnu 2016.

Wang Y, Ding X, Gu H a kol. Antibioticky naplněná mezoporézní silika-nano vehikula obsahující stříbrné jádro jako synergické antibakteriální činidlo pro léčení infekcí rezistentních vůči lékům. Biomateriály [sériové online]. 2. června 2016; 101: 207-216.