Нови начини биоматериалите променят здравните грижи

Биоматериалите се превръщат в важна част от много терапевтични и диагностични процедури, а изследванията в тази област бързо растат. Някои от най-вълнуващите области са ортопедията , офталмологията , раковото лечение и стоматологичната помощ.

Биоматериалът е вещество, което е конструирано да приеме форма, която се използва за насочване на курса на терапевтична или диагностична процедура .

Въпреки че много от изследванията върху биоматериалите се правят по животински модели или in vitro в момента, учените предричат, че резултатите скоро ще бъдат използвани в човешките опити.

Офталмология и биоматериали

Амниотичната мембрана (АМ) се използва в реконструктивната хирургия на окото в продължение на много години. Наскоро бяха предложени нови техники, които да направят по-ефективната замяна на роговицата. Тази особена хирургия често се извършва, когато има трайно увреждане на окото, причинено от заболяване или химически изгаряния.

АМ се получава от най-вътрешния слой на плацентата и има противовъзпалителни и анти-белези свойства, което го прави добър заместител на мембраната. Обаче АМ тъканта е естествено тънка и облачна, което може да засегне зрението на човека. Учените вече проучват начини за закаляване и оптично изясняване на АМ чрез създаване на тъканен ламинат. Те смятат, че техните открития ще спомогнат за напредъка на АМ по начини, по които по-добре да се приложи материалът в реконструктивната хирургия на човешкото око.

Биоматериали за подобряване на диагностиката и лечението на рака

Също така има голям напредък при използването на различни биоматериали за лечение на рак. Те включват използването на оригинални материали за установяване на диагнозата и прогнозата на различни видове рак, както и използването им за по-ефективен начин да се предоставят противоракови лекарства.

Терапии, насочени директно към тумори, са признати като предпочитан начин за лечение на рак. Те са в състояние да дадат по-големи удари на раковите клетки и да причинят по-малко странични ефекти.

За целите на локализираната ракова терапия, изследователи от Университета в Аделаида, Австралия проектираха и конструираха 3D имплантиран с титанов проводник с титаниеви нанотръбни матрици, които могат да бъдат заредени с лекарство за рак и да служат като устройство за доставка на лекарства. Изследванията показват, че когато се прилага ракова терапия с новите импланти, клетките от рак на гърдата стават по-малко вероятно да оцелеят. В хода на тяхното изследване, три дни след вкарването на имплантанта, туморните клетки започват да се връщат. Изследователите също така подчертават, че този нов химиотерапевтичен подход може да бъде адаптиран към други видове ракови заболявания в бъдеще.

Доставянето на лекарства до точното място на лезията е подход, който се тества и в други области на медицината. Например, резистентните към лекарства бактериални инфекции, които се превърнаха в нарастващ проблем поради прекалената употреба на антибиотици, могат да бъдат лечими, използвайки най-новите постижения в биоматериалите. В моделите със сребърно ядро, вградени мезопорести силициеви наномери, вече са използвани модели на мишки, за да осигурят антибиотици в зоните на устойчива инфекция.

При изследванията върху животни наноплатформите са показали, че са много ефикасни при унищожаването на бактериите, като едновременно използват сребърни и антибиотични средства.

Хрущялно тъканно инженерство

Д-р Таня Левингстоун от Кралския колеж по хирурзи в Ирландия (RCSI) изследва друга вълнуваща област на биоматериалните изследвания. Levingstone е част от изследователската група за костно и тъканно инженерство. Тази група е постигнала значителен напредък в проектирането на материал, който може да помогне за регенерирането на увредените стави. Изследователският екип обедини усилията си с изследователския център AMBER ( Advanced Materials and BioEngineering Research) и разработи 3D многослойно порьозно скеле, което се състои от колаген, хидроксиапатит и хиалуронова киселина.

Всички тези вещества присъстват в здравословна връзка и имат потенциала активно да насочват клетките на тялото към ремонт на повредени стави.

В последните си проучвания, ирландските изследователи тестват съединението на 15-месечно чистокръвно пиленце. Конят страда от дегенеративно заболяване на двете му коленни стави, известни като дисекани от остеохондрит. Някои случаи на това състояние могат да бъдат толкова тежки при животните, които трябва да бъдат евтаназирани. След като се подложи на рутинна артроскопична процедура, която премахна нестабилните фрагменти на коляното, многопластовите скелета бяха имплантирани в ставите на коня. В резултат на това се образуват нови кости и хрущяли, както се вижда от разследването пет месеца след първоначалната процедура. Младият кон с предишни мрачни перспективи вече се връща на тренировка за събития със скачащи шоута.

Материалът е патентован и сега е известен като ChondroColl. Това е вторият продукт на екипа в областта на костната регенерация. Преди това те конструират и тестват костна регенерация, наречена HydoxyCall, която вече е одобрена от CE и е пусната на пазара от стартираща компания от RCSI, наречена SugarColl Technologies. ChondroColl понастоящем очаква одобрение от регулаторния орган и първите проучвания върху хора с остеохондни дефекти се очаква да започнат в близко бъдеще.

Подтискане на разлагането на зъбите

Изследователи от Университета на Пенсилвания търсят по-добри начини за отстраняване на зъбната плака, която понякога може да причини появата на зъбен кариес. Те са проектирали каталитични наночастици с подобна на пероксид активност, която може да наруши защитната матрица, която заобикаля бактериите, открити в устата ви. Тази нова стратегия досега е била тествана на модели на гризачи и е показала значително намаляване на зъбния гниене. Екипът се надява скоро да приложи тези знания за лечение на орално заболяване при хора. Те предлагат евентуално включване на каталитичните наночастици с пероксид в търговската паста за зъби и продуктите за уста на уста, като нова стратегия срещу плаката в борбата срещу зъбния гниене.

Източници:

David F, Levingstone Т, O'Brien F, et al. Подобрено костно излекуване, използващо имплантиране на колаген-хидроксиапатит на скеле в лечението на голяма мултиликулирана мандибуларна аневризмална костна киста в чистокръвно пиленце. Journal of Tissue Engineering & Регенеративна медицина [сериен онлайн]. Октомври 2015 г .; 9 (10): 1193.

Gao L, Liu Y, Koo Н, et al. Нанокаталистите стимулират деградацията на биофилм на Streptococcus mutans и подобряват убиването на бактерии, за да подтиснат зъбния кариес in vivo. Биоматериали [сериен онлайн]. 29 май 2016 г .; 101: 272-284.

Hariya T, Tanaka Y, Yokokura S, Nakazawa Т. Прозрачни, еластични ламинати от човешка амниотична мембрана за трансплантация на роговицата. Биоматериали, [серийно онлайн]. Септември 1,2016; 101: 76-85.

Kaur G, Willsmore Т, Evdokiou А, et al. Импланти от титанов проводник с нанотръбни матрици: Проучвателен модел за локално лечение на рак. Биоматериали [сериен онлайн]. 1 септември 2016 г .; 101: 176-188.

Meller D, Pauklin М, Thomasen Н, Westekemper Н, Steuhl KP. Трансплантация на амниотична мембрана в човешкото око. Deutsches Ärzteblatt International. 2011; 108 (14): 243-248. Дой: 10.3238 / arztebl.2011.0243.

Stack J, Levingstone Т, David F, et al. Ремонт на големи лезии на остеохондрит дисекани, като се използва нова многопластова тъканно конструирана конструкция в конски спортист. Journal of Tissue Engineering и регенеративна медицина [сериен онлайн]. 20 май 2016 г .; Предлага се от MEDLINE, Ipswich, MA. Достъп до 11 юни 2016 г.

Wang Y, Ding X, Gu H, et al. Антибиотично натоварени сребърни нано силикатори, съдържащи сребро в сърцевината, като синергитично антибактериално средство за лечение на резистентни към лекарства инфекции. Биоматериали [сериен онлайн]. 2 юни 2016 г .; 101: 207-216.