Biomateriali postaju važan dio mnogih terapijskih i dijagnostičkih postupaka, a istraživanje na tom području brzo raste. Neke od najuzbudljivijih područja su ortopedi, oftalmologija, liječenje raka i stomatološka skrb.
Biomaterija je tvar koja je konstruirana za uzimanje oblika koji se koristi za usmjeravanje tijeka terapijskog ili dijagnostičkog postupka.
Iako su mnoge studije o biomaterijalima učinjene na životinjskim modelima ili in-vitro u ovom trenutku, znanstvenici predviđaju da će otkrića uskoro biti korištena u ljudskim ispitivanjima.
Oftalmologija i biomaterijali
Amnionska membrana (AM) se koristi u rekonstruktivnoj operaciji oka godinama. Nedavno su predložene nove tehnike kako bi zamjena rožnice učinkovitija. Ova se operacija često izvodi kada postoji ozbiljna ozljeda oka zbog bolesti ili kemijskih opeklina.
AM se dobiva iz najdubljog sloja posteljice i ima protuupalno i anti-scarring svojstva, što ga čini dobrim zamjenskom membranom. Međutim, AM tkivo je prirodno tanko i zamagljeno što može utjecati na viziju osobe. Znanstvenici sada istražuju načine za pooštravanje i optički razjasniti AM stvaranjem laminata tkiva. Oni vjeruju da će njihova otkrića pomoći unaprijediti AM na načine koji bolje primjenjuju materijal u rekonstruktivnoj operaciji ljudskog oka.
Biomateriali za poboljšanu dijagnostiku i liječenje raka
Također je došlo do velikog napretka u korištenju različitih biomaterijala u liječenju raka. To uključuje upotrebu izvornih materijala za utvrđivanje dijagnoze i prognoze različitih vrsta raka, kao i njihova upotreba radi isporučivanja lijekova protiv raka na učinkovitiji način. Terapije koje ciljaju tumore izravno su prepoznate kao povoljan način liječenja raka. Oni mogu isporučiti veće udarce na stanice raka i uzrokovati manje nuspojava.
U svrhu lokalizirane terapije raka, istraživači sa Sveučilišta u Adelaide, Australija, osmislili su i projektirali implantat od titana s titanijskim nanotubom koji se može napuniti s lijekom protiv karcinoma i služi kao uređaj za isporuku lijeka. Njihova istraživanja pokazala su da kada se terapija raka isporučuje s novim implantatima, stanice raka dojke manje su vjerojatnije preživjele. Tijekom njihovog istraživanja, tri dana nakon umetanja implantata, stanice tumora počele su se regresirati. Istraživači također naglašavaju da se ovaj novi kemoterapijski pristup može prilagoditi drugim vrstama karcinoma u budućnosti.
Isporuka lijekova na točno mjesto lezije je pristup koji se također testira u drugim područjima medicine. Na primjer, bakterijske infekcije otporne na lijekove, koje su postale sve veći problem zbog prekomjernog korištenja antibiotika, mogu se liječiti najnovijim dostignućima u biomaterijalima. Srebrna jezgrena ugrađena mesoporousna silika nano vozila već su korištena na modelima miševa za isporuku antibiotika na područja rezistentne infekcije.
U istraživanju na životinjama, pokazalo se da su nanoflatformi vrlo učinkoviti u ubijanju bakterija, istodobno uz upotrebu srebrnih i antibiotika.
Inženjering tkiva hrskavice
Dr. Tanya Levingstone iz Royal College of Surgeons u Irskoj (RCSI) istražuje još jedno uzbudljivo područje istraživanja biomaterijala. Levingstone je dio Bone and Tissue Engineering Research Group. Ova grupa je napravila značajan napredak u oblikovanju materijala koji može pomoći u regeneraciji oštećenih zglobova. Istraživački tim je udružio snage s istraživačkim centrom AMBER (Advanced Materials and BioEngineering Research) i razvio 3D višeslojni porozni skelar koji se sastoji od kolagena, hidroksiapatita i hijaluronske kiseline. Sve te tvari su prisutne u zdravom zglobu i imaju potencijal da aktivno usmjeravaju stanice tijela da popravljaju oštećene zglobove.
U svojim najnovijim istraživanjima, irski istraživači testirali su spoj na 15-mjesečnoj punktovima. Konj je patio od degenerativne bolesti obaju njenih zglobova koljena poznatih kao osteokondritis dissecans. Neki slučajevi ovog stanja mogu biti toliko ozbiljni kod životinja da im treba da budu eutanazirani. Nakon prolaska kroz rutinsku artroskopsku proceduru koja je uklonila nestabilne fragmente koljena, višeslojne skele bile su ugrađene u zglobove konja. Kao rezultat toga, formirana je nova kost i hrskavica, što je otkriveno istragom pet mjeseci nakon inicijalnog postupka. Mladi konj s prethodno zelenim izgledima sada se vraća na trening za događaje skakanja.Materijal je patentiran i sada je poznat kao ChondroColl. To je drugi proizvod tima u području regeneracije kostiju. Ranije su projektirali i testirali skele za regeneraciju kostiju pod nazivom HydoxyCall, koji je već odobren od strane CE, a tvrtka je pokrenula tvrtka RCSI, pod nazivom SugarColl Technologies. ChondroColl trenutno čeka odobrenje regulatora, a prve studije o ljudima s osteohondralnim defektima očekuje se u bliskoj budućnosti. Suzbijanje zuba propadanja
Istraživači sa Sveučilišta u Pennsylvaniji traže bolji način uklanjanja zubnog plaka koji ponekad može uzrokovati početak propadanja zuba. Projektirali su katalitičke nanočestice s peroksidom sličnom aktivnošću koja može narušiti zaštitnu matricu koja okružuje bakterije koje se nalaze u ustima. Ova nova strategija do sada je bila testirana na modelima glodavaca i pokazala je značajno smanjenje propadanja zuba. Tim se nada da će uskoro primijeniti ovo znanje za liječenje ljudske oralne bolesti. Predlažu da se katalitičke nanočestice s peroksidom mogu uključiti u komercijalne pasta za zube i proizvode za ispiranje usta kao novu antiplailačku strategiju u borbi protiv propadanja zuba.
