Biomateriály sa stávajú dôležitou súčasťou mnohých terapeutických a diagnostických postupov a výskum v tejto oblasti rýchlo rastie. Niektoré z najzaujímavejších oblastí sú ortopédia, oftalmológia, liečba rakoviny a zubná starostlivosť.
Biomateriál je látka, ktorá bola skonštruovaná tak, aby nadobudla formu, ktorá sa používa na riadenie priebehu terapeutického alebo diagnostického postupu.
Hoci veľa štúdií o biomateriáloch sa vykonáva na zvieracích modeloch alebo in-vitro v súčasnosti, vedci predpovedajú, že zistenia sa čoskoro použijú v ľudských skúškach.
Oftalmológia a bioMateriály
Amniotická membrána (AM) bola používaná v rekonštrukčnej chirurgii oka po mnoho rokov. Nedávno boli navrhnuté nové techniky, ktoré by umožnili účinnejšie nahradenie rohovky. Tento konkrétny chirurgický zákrok sa často vykonáva vtedy, keď dôjde k trvalému poškodeniu oka spôsobenému ochorením alebo chemickými popáleninami.
AM sa získava z najvnútornejšej vrstvy placenty a má protizápalové a protizápasové vlastnosti, čo z neho robí dobrú membránovú náhradu. Avšak AM tkanivo je prirodzene tenké a zakalené, čo môže ovplyvniť víziu človeka. Vedci teraz skúmajú spôsoby, ako vytvrdzovať a opticky objasňovať AM vytvorením tkanivového laminátu. Veria, že ich zistenia pomôžu pokročiť v AM spôsobom, ktorý lepšie aplikuje materiál v rekonštrukčnej chirurgii ľudského oka.
Biomateriály na zlepšenie diagnostiky a liečby rakoviny
Bolo tiež veľa pokroku pri používaní rôznych biomateriálov pri liečbe rakoviny. Medzi ne patria používanie originálnych materiálov na stanovenie diagnózy a prognózy rôznych typov rakoviny, ako aj ich používanie na účinnejšiu distribúciu protinádorových liekov.
Terapie, ktoré priamo zacieľujú na nádory, sú považované za vhodný spôsob liečenia rakoviny. Sú schopní priniesť väčšie údery rakovinovým bunkám a spôsobiť menej vedľajších účinkov.
Na účely lokalizovanej liečby rakoviny výskumníci z univerzity v Adelaide v Austrálii navrhli a vyrobili implantát na báze titánu s drôteným titánom, ktorý môže byť naplnený rakovinovým liekom a slúži ako zariadenie na dodávanie liekov. Ich štúdie ukázali, že keď sa rakovinová terapia dodáva s novými implantátmi, bunky rakoviny prsníka sú menej pravdepodobné, že prežijú. V priebehu svojho výskumu tri dni po vložení implantátu začali nádorové bunky regresovať. Výskumníci tiež zdôrazňujú, že tento nový chemoterapeutický prístup by sa mohol v budúcnosti prispôsobiť iným druhom rakoviny.
Poskytovanie liekov na presné miesto lézie je prístup, ktorý sa tiež testuje v iných oblastiach medicíny. Napríklad bakteriálne infekcie rezistentné voči liekom, ktoré sa stali rastúcim problémom z dôvodu nadmerného užívania antibiotík, by mohli byť liečiteľné s použitím najnovších postupov v biomateriáloch. Inhibítory mezoporéznej siliky nano strieborné jadro boli už použité na modeloch myší na dodávanie antibiotík do oblastí odolnej infekcie.
V štúdiách na zvieratách sa ukázalo, že nanoplatformy sú veľmi účinné pri usmrcovaní baktérií, súčasne používajú ako striebro, tak antibiotiká.
Technika tkaniva chrupavky
Dr. Tanya Levingstone z Royal College of Surgeons v Írsku (RCSI) skúma ďalšiu vzrušujúcu oblasť výskumu biomateriálov. Levingstone je súčasťou výskumnej skupiny pre kostné a tkanivové inžinierstvo. Táto skupina dosiahla významný pokrok pri navrhovaní materiálu, ktorý môže pomôcť pri regenerácii poškodených kĺbov. Výskumný tím spojil svoje sily s výskumným centrom AMBER (Advanced Materials and BioEngineering Research) a vyvinul 3D viacvrstvové porézne lešenie, ktoré pozostáva z kolagénu, hydroxyapatitu a kyseliny hyalurónovej.
Všetky tieto látky sú prítomné v zdravom kĺbe a majú potenciál aktívne nasmerovať bunky tela na opravu poškodených kĺbov.
Vo svojich najnovších štúdiách írski výskumníci testovali zlúčeninu na 15-mesačnom plnokrvnom fillade. Kôň trpel degeneratívnou chorobou oboch kolenných kĺbov známych ako osteochondritis dissecans. Niektoré prípady tohto ochorenia môžu byť pri zvieratách také závažné, že je potrebné ich eutanázovať. Po vykonaní rutinnej artroskopickej procedúry, ktorá odstránila nestabilné segmenty kolena, boli viacvrstvové lešenia implantované do kĺbových koní. V dôsledku toho vznikla nová kosť a chrupavka, ako sa ukázalo pri vyšetrovaní päť mesiacov po úvodnom postupe. Mladý kôň s predtým krutými vyhliadkami sa teraz vrátil k výcviku pre podujatia.
Materiál bol patentovaný a teraz je známy ako ChondroColl. Je to druhý produkt tímu v oblasti regenerácie kostí. Predtým navrhli a testovali kostrové regeneračné lešenie nazvané HydoxyCall, ktoré už bolo schválené CE a prinieslo ho na trh začínajúca spoločnosť z RCSI nazvaná SugarColl Technologies. Spoločnosť ChondroColl v súčasnosti čaká regulačný súhlas a očakáva sa, že prvé štúdie na ľuďoch s osteochondrálnymi defektami sa začnú v blízkej budúcnosti.
Potlačenie zubného kazu
Výskumníci z University of Pennsylvania hľadajú lepšie spôsoby odstránenia zubného povlaku, ktoré môžu niekedy spôsobiť nástup zubného kazu. Navrhli katalytické nanočastice s peroxidovým účinkom, ktoré môžu narušiť ochrannú matricu, ktorá obklopuje baktérie nachádzajúce sa v ústach. Táto nová stratégia bola doteraz testovaná na modeloch hlodavcov a ukázala významný pokles zubného kazu. Tím dúfa, že tieto poznatky čoskoro uplatnia pri liečbe ochorení spôsobených ľudským ochorením. Navrhujú zaradiť katalytické nanočastice s peroxidom do komerčných zubných pastí a výrobkov na ústnu vodu ako novú stratégiu proti plameňom v boji proti zubnému kazu.
