Biomaterjalid on muutumas oluliseks paljudeks terapeutilisteks ja diagnostilisteks protseduurideks ning uuringud selles valdkonnas kasvavad kiiresti. Mõned kõige põnevamad valdkonnad on ortopeedia , oftalmoloogia , vähiravimid ja hambaravi.
Biomaterjal on aine, mis on kujundatud kujul, mida kasutatakse terapeutilise või diagnostilise protseduuri läbiviimiseks .
Kuigi paljud biomaterjalide uuringud on läbi viidud loommudelite või in-vitro meetodil, teadlased ennustavad, et avastusi kasutatakse peagi inimkatsetes.
Oftalmoloogia ja bioimaterialid
Amniootiline membraan (AM) on silma rekonstrueerivas kirurgias kasutatud juba mitu aastat. Viimasel ajal on välja pakutud uusi meetodeid sarvkesta asendamiseks efektiivsemaks muutmiseks. See konkreetne operatsioon tehakse tihti siis, kui haiguse või keemiliste põletuste tagajärjel tekib silma püsiv vigastus.
AM saadakse platsenta kõige sisemisest kihist ja sellel on põletikuvastased ja rauavastased omadused, mis muudab selle heaks membraani asendajaks. Kuid AM kude on loomulikult õhuke ja hägune, mis võib mõjutada inimese nägemist. Teadlased uurivad praegu AM-i karmistamist ja optilist selgitamist, luues kudede laminaadi. Nad usuvad, et nende leiud aitavad edasi liikuda viisil, mis muudab materjali paremini inimese silma rekonstrueerivas kirurgias.
Biomaterjalid parema vähi diagnoosimiseks ja raviks
Vähktõve ravimisel on olnud ka palju edusamme erinevate biomaterjalide kasutamisel. Nende hulka kuuluvad originaalmaterjalide kasutamine erinevate vähivormide diagnoosi ja prognoosi kindlakstegemiseks ning nende kasutamine vähivastaste ravimite tõhusamaks osutamiseks.
Kasvaja otseselt suunatud raviviise on tunnistatud vähktõve raviks eelistatavaks viisiks. Nad suudavad vähirakkudele põhjustada suuremaid puhanguid ja põhjustada vähem kõrvaltoimeid.
Lokaliseeritud vähiteraapia eesmärgil kavandasid ja püstitasid Adelaide'i ülikooli teadlased kolmemõõtmelist titaanist traatpõhist implantaati titaanist nanotorude massiividega, mida võib koormata vähiravimitega ja mida saab manustada ravimi kohaletoimetamise vahendina. Nende uuringud näitasid, et kui vähipatsiendid viiakse läbi uute implantaatidega, hakkasid rinnavähirakud tõenäoliselt ellu jääma. Uuringu käigus alustasid kolm päeva pärast implantaadi sisestamist kasvajarakud regresseerima. Samuti rõhutavad teadlased, et seda uut kemoterapeutilist lähenemisviisi saab tulevikus kohandada ka teist tüüpi vähkidega.
Ravimite tarnimine kahjustuse täpsesse kohta on lähenemine, mida testitakse ka teistes meditsiini valdkondades. Näiteks ravimi resistentsete bakteriaalsete infektsioonide korral, mis on muutunud antibiootikumide ülekasutamise tõttu kasvavaks probleemiks, võib olla ravitav, kasutades biomaterjalide uusimaid tulemusi. Hõbeda südamikuga varustatud mesopoorse ränidioksiidiga nano-sõidukid on hiirte mudelitel juba kasutatud antibiootikumide saamiseks resistentse infektsiooni piirkondadele.
Loomkatsetes on nanoplatformid osutunud väga efektiivseks bakterite tapmisel, kasutades samaaegselt nii hõbeda kui ka antibiootikumi.
Kõhrekoe tehnoloogia
Iirimaa Kirurgide Kolledži dr Tanya Levingstone (RCSI) uurib teist põnevat biomaterjalide uurimise valdkonda. Levingstone on osa Luu- ja Tissue Engineering Research Groupist. See rühm on teinud märkimisväärseid edusamme materjali projekteerimisel, mis võib aidata kahjustatud liigeste taastamist. Uurimisrühm ühendas jõud uurimiskeskusega AMBER ( Advanced Materials and BioEngineering Research) ja arendas 3D-mitmekihilise poorse karkassi, mis koosnes kollageenist, hüdroksüapatiidist ja hüaluroonhappest.
Kõik need ained on tervislikus liiges ja neil on potentsiaal aktiivselt suunata keharakke kahjustatud liigeste parandamiseks.
Viimaste uuringute käigus uurisid Iirimaa teadlased ühendit 15-kuulise puhta jõelõhega. Hobune põeb mõlema põlveliigese degeneratiivset haigust, mida tuntakse osteokondriidi dissekantena. Mõned selle haigusseisundi juhtumid võivad loomadel olla nii tõsised, et neid tuleb eutanaerida. Pärast rutiinse artroskoopilise protseduuri läbiviimist, mis eemaldas ebastabiilsed põlveliigese fragmendid, paigaldati mitmekihilised karkassid hobuse liigestesse. Selle tulemusena moodustasid uued luud ja kõhre, mis ilmnes uurimisega viis kuud pärast esialgset protseduuri. Varasemate hämmastavate väljavaadetega noore hobune läheb nüüd tagasi näituste hüppamise sündmuste koolitusele.
Materjal on patenteeritud ja nüüd on tuntud kui ChondroColl. See on meeskonna teine luu regenereerimise valdkond. Varem nad projekteerisid ja katsetasid luu regenereerimise karkassi nimega HydoxyCall, mis on juba CE heaks kiidetud ja mille on turule viinud RCSI käivitusfirma SugarColl Technologies. ChondroColl ootab praegu regulatiivse heakskiidu andmist ning esimesed uuringud osteokondraalsete defektidega inimestel peaksid lähiajal alustama.
Hammaste lagunemise vältimine
Pennsylvania ülikooli teadlased uurivad hambaravi eemaldamise paremaid viise, mis mõnikord võivad põhjustada hammaste lagunemise tekkimist. Nad kujundasid katalüütilisi nanopartikleid peroksiidilaadse aktiivsusega, mis võib häirida kaitsvat maatriksit, mis ümbritseb suu kaudu leitud baktereid. Seda uudset strateegiat on seni katsetatud näriliste mudelitega ja on näidanud hammaste lagunemise märkimisväärset vähenemist. Meeskond loodab varsti rakendada neid teadmisi inimese suuõõne raviks. Nad pakuvad võimalust kanda katalüütilisi nanopartikleid koos peroksiidiga kommertstehingute hambapastades ja suuveeproduktidena, mis on uus vastutusvastane strateegia võitluses hammaste lagunemise vastu.
Allikad:
David F, Levingstone T, O'Brien F jt Tõhustatud luude paranemine kollageen-hüdroksüapatiidi karkasside implanteerimisega suure isoleeritud mandibulaarse aneurüsmilise luu tsüsti puhastamisel puhta filtris. Journal of Tissue Engineering & Regenerative Medicine [serial online]. Oktoober 2015; 9 (10): 1193.
Gao L, Liu Y, Koo H, et al. Nanokatalüsaatorid propageerivad Streptococcus mutansi biofilmi maatriksi lagunemist ja suurendavad bakterite tapmist, et suruda hambakaariese in vivo. Biomaterjalid [serial online]. 29. mai 2016; 101: 272-284.
Hariya T, Tanaka Y, Yokokura S, Nakazawa T. Läbipaistvad, elastsed inimese amneotiliste membraani laminaadid sarvkesta siirdamiseks. Biomaterjalid, [seeriatööstuse veebis]. September 12016; 101: 76-85.
Kaur G, Willsmore T, Evdokiou A jt Titaantraadi implantaadid koos nanotorude massiividega: lokaalsete vähiravi uuringumudel. Biomaterjalid [serial online]. 1. september 2016; 101: 176-188.
Meller D, Pauklin M, Thomasen H, Westekemper H, Steuhl KP. Amnioosi membraani transplantatsioon inimese silmas. Deutsches Ärzteblatt International. 2011; 108 (14): 243-248. doi: 10.3238 / arztebl.2011.0243.
Stack J, Levingstone T, David F et al. Suur osteokondriidi parandamine vähendab hobuste kahjustusi, kasutades hobuste sportlaste uudset mitmekihilist koetehnoloogilist konstruktsiooni. Tissue Engineering ja regeneratiivse meditsiini ajakiri [serial online]. 20. mai 2016; Saadaval MEDLINE, Ipswich, MA. Juurdepääs 11. juuni 2016.
Wang Y, Ding X, Gu H, jt. Antibiootikumiga hõbeda südamikuga sisestatud mesopoorne ränidioksiid nano-sõidukid kui sünergistlik antibakteriaalne aine ravimiresistentsete infektsioonide raviks. Biomaterjalid [serial online]. 2. juuni 2016; 101: 207-216.