Biyomateryaller birçok terapötik ve tanısal prosedürün önemli bir parçası haline geliyor ve bu alandaki araştırmalar hızla büyüyor. En heyecan verici alanlardan bazıları ortopedi , göz hastalıkları , kanser tedavileri ve diş bakımıdır.
Bir biyomateryal, bir terapötik veya diyagnostik prosedürün seyrini yönlendirmek için kullanılan bir formu almak üzere tasarlanmış bir maddedir .
Biyomateryaller üzerine yapılan çalışmaların çoğu hayvan modellerinde veya in-vitro ortamda yapılsa da, bilim adamları bulguların yakında insan denemelerinde kullanılacağını öngörmektedir.
Oftalmoloji ve Biyomateryaller
Gözün rekonstrüktif cerrahisinde uzun yıllardır amniyotik membran (AM) kullanılmıştır. Son zamanlarda, korneanın yerini daha verimli hale getirmek için yeni teknikler önerilmiştir. Bu özel ameliyat genellikle, bir hastalığın veya kimyasal yanıkların neden olduğu göze kalıcı bir hasar olduğunda uygulanır.
AM plasentanın en iç tabakasından elde edilir ve anti-enflamatuar ve anti-skarlaşma özelliklerine sahiptir, bu da onu iyi bir membran ikamesi yapar. Bununla birlikte, AM dokusu, bir kişinin görüşünü etkileyebilen, doğal olarak ince ve bulutludır. Bilim adamları şimdi bir doku laminatını oluşturarak AM'yi sertleştirmeye ve optik olarak açıklığa kavuşturmanın yollarını araştırıyorlar. Bulgularının, insan gözünün rekonstrüktif cerrahisinde materyali daha iyi uygulayacak şekillerde AM'ye yardımcı olacağını düşünüyorlar.
Geliştirilmiş Kanser Teşhis ve Tedavisi için Biyomateryaller
Kanser tedavisinde farklı biyomalzemeler kullanılarak birçok ilerleme kaydedilmiştir. Bunlar, farklı kanserlerin teşhis ve prognozunu oluşturmak için orijinal materyalleri kullanmanın yanı sıra, bunları daha etkili bir şekilde anti-kanser ilaçları sunmak için kullanmalarını içerir.
Tümörleri doğrudan hedef alan terapiler, kanseri tedavi etmenin tercih edilen bir yolu olarak kabul edilmiştir. Kanser hücrelerine daha büyük darbeler verebilmekte ve daha az yan etkilere neden olabilmektedir.
Yerelleştirilmiş kanser terapisi amacıyla, Avustralya, Adelaide Üniversitesi'nden araştırmacılar, bir kanser ilacı ile yüklenebilen ve bir ilaç verme aracı olarak hizmet edebilen titanyum nanotüp dizileri ile bir 3D titanyum tel tabanlı implan tasarladı ve tasarladılar. Araştırmaları, kanser tedavisinin yeni implantlarla birlikte verildiğinde göğüs kanseri hücrelerinin hayatta kalma olasılığının azaldığını gösterdi. Araştırmaları sırasında, implantın yerleştirilmesinden üç gün sonra, tümör hücreleri gerilemeye başladı. Araştırmacılar ayrıca bu yeni kemoterapötik yaklaşımın gelecekte diğer kanser türlerine de uyarlanabileceğini vurguladılar.
İlaçları bir lezyonun tam yerine teslim etmek, başka ilaç alanlarında da test edilmekte olan bir yaklaşımdır. Örneğin, antibiyotiklerin aşırı kullanımı nedeniyle büyüyen bir problem haline gelen ilaca dirençli bakteriyel enfeksiyonlar, biyomateryallerdeki en son gelişmeler kullanılarak tedavi edilebilir. Gümüş nüve-gömülü mezo-gözenekli silis nano araçları, dirençli enfeksiyon alanlarına antibiyotik vermek için fareler modellerinde zaten kullanılmıştır.
Hayvan araştırmalarında nanoplatformların hem gümüş hem de antibiyotik ajanları kullanarak aynı anda bakterileri öldürmede çok etkili olduğu gösterilmiştir.
Kıkırdak Doku Mühendisliği
İrlanda Kraliyet Cerrahlar Koleji'nden Dr. Tanya Levingstone (RCSI) bir başka heyecan verici biyomateryal araştırma alanını araştırıyor. Levingstone, Kemik ve Doku Mühendisliği Araştırma Grubunun bir parçasıdır. Bu grup, hasarlı eklemlerin yenilenmesine yardımcı olabilecek bir malzemenin tasarlanmasında bazı önemli ilerlemeler kaydetmiştir. Araştırma ekibi, AMBER ( Advanced Materials and BioEngineering Research) araştırma merkezi ile güçlerini birleştirdi ve kolajen, hidroksiapatit ve hiyalüronik asit içeren çok katmanlı 3 boyutlu bir gözenekli iskele geliştirdi.
Tüm bu maddeler sağlıklı bir eklemde bulunur ve hasar görmüş eklemleri onarmak için vücut hücrelerini aktif olarak yönlendirebilme potansiyeline sahiptir.
En son çalışmalarında, İrlandalı araştırmacılar, bileşimi 15 aylık bir safkan filizinde test ettiler. At, osteokondritis dissecans olarak bilinen diz eklemlerinin her ikisinden dejeneratif bir hastalıktan muzdaripti. Bu durumun bazı vakaları hayvanlarda ötenazi gerektirecek kadar şiddetli olabilir. Kararsız diz fragmanlarını çıkaran rutin bir artroskopik işlemden sonra, çok katmanlı iskeleler atların eklemlerine implante edildi. Sonuç olarak, ilk işlemden beş ay sonra bir araştırmanın ortaya çıkardığı yeni kemik ve kıkırdak oluşmuştur. Önceden acımasız umutları olan genç at şimdi şov atlama etkinlikleri için eğitime geri döndü.
Malzeme patentli ve şimdi ChondroColl olarak biliniyor. Kemiğin yenilenmesi alanında ekibin ikinci ürünüdür. Daha önce, onlar CE onaylı ve RCCS'den bir başlangıç şirketi tarafından pazara getirilen HydoxyCall adında bir kemik yenilenme skafoldunu tasarladı ve test ettiler. ChondroColl şu anda düzenleyici onay bekliyor ve yakın gelecekte osteokondral kusurları olan insanlarla ilgili ilk çalışmaların başlaması bekleniyor.
Diş çürüğünü bastırmak
Pennsylvania Üniversitesi'nden araştırmacılar, diş çürümesinin başlamasına neden olabilecek diş plağının çıkarılmasının daha iyi yollarını araştırıyorlar. Ağızda bulunan bakterileri çevreleyen koruyucu matrisi bozabilecek peroksit benzeri bir aktiviteye sahip katalitik nanoparçacıklar tasarladılar. Bu yeni strateji bugüne kadar kemirgen modelleri üzerinde test edilmiştir ve diş çürümesinde önemli bir azalma göstermiştir. Ekip bu bilgiyi insan ağız hastalıklarını tedavi etmek için yakında uygulamayı umuyor. Diş çürümesine karşı mücadelede, ticari diş macunu ve gargara ürünlerinde katalitik nanopartiküllerin muhtemelen yeni bir antiplaks stratejisi olarak kullanılmasını önermektedirler.
Kaynaklar:
David F, Levingstone T, O'Brien F, ve diğ. Safkan bir filumda büyük bir multiloküle mandibular anevrizmal kemik kisti tedavisinde kollajen-hidroksiapatit iskele implantasyonu kullanılarak geliştirilmiş kemik iyileşmesi. Doku Mühendisliği ve Rejeneratif Tıp Dergisi [seri çevrimiçi]. Ekim 2015; 9 (10): 1193.
Gao L, Liu Y, Koo H ve diğ. Nanocatalysts, Streptococcus mutans biyofilm matriks yıkımını teşvik eder ve in vivo olarak diş çürüklerini baskılamak için bakteriyel öldürmeyi arttırır. Biyomateryaller [seri çevrimiçi]. 29 Mayıs 2016; 101: 272-284.
Hariya T, Tanaka Y, Yokokura S, Nakazawa T. Korneal transplantasyon için şeffaf, esnek insan amniyotik membran laminatları. Biyomateryaller, [seri çevrimiçi]. Eylül 1,2016; 101: 76-85.
Kaur G, Willsmore T, Evdokiou A ve diğ. Nanotüp dizileri ile titanyum tel implantlar: Lokalize kanser tedavisi için bir çalışma modeli. Biyomateryaller [seri çevrimiçi]. 1 Eylül 2016; 101: 176-188.
Meller D, Pauklin M, Thomasen H, Westekemper H, Steuhl KP. İnsan Gözünde Amniyotik Membran Transplantasyonu. Deutsches Ärzteblatt International. 2011; (14) 108: 243-248. doi: 10,3238 / arztebl.2011.0243.
Yığın J, Levingstone T, David F, ve diğ. Bir atlı sporcuda yeni bir çok katmanlı doku mühendisliği yapısı kullanılarak büyük osteokondrit dissekans lezyonlarının onarımı. Doku Mühendisliği ve Rejeneratif Tıp Dergisi [seri çevrimiçi]. 20 Mayıs 2016; MEDLINE, Ipswich, MA'dan alınabilir. 11 Haziran 2016'da erişildi.
Wang Y, Ding X, Gu H ve diğ. İlaca dirençli enfeksiyonların tedavisi için sinerjik bir antibakteriyel ajan olarak antibiyotik yüklü, gümüş çekirdek gömülü mezo gözenekli silis nano araçları. Biyomateryaller [seri çevrimiçi]. 2 Haziran 2016; 101: 207-216.