Nowe biomateriały na tkanki i protezy od polskich naukowców

Zdjęcie

Modele wykonane z opatentowanych materiałów, w tym m.in. fragment tkanki kostnej człowieka, formy uszu / inf. prasowa

/ 

Zespół naukowców pracujący pod kierownictwem dr Andrzeja Swinarewa z Uniwersytetu Śląskiego i dr hab. inż. Piotra Kulpińskiego z Politechniki Łódzkiej opracował włókna do produkcji włóknin antybakteryjnych stosowanych w medycynie do produkcji np. mat bakteriostatycznych. Naukowcy z UŚ opracowali ponadto materiały do druku 3D do zastosowań medycznych. Projektowane materiały są tanie, nietoksyczne, odporne na uszkodzenia i działanie promieni ultrafioletowych i mogą być wielokrotnie używane. Zbudowana przy ich użyciu aparatura medyczna może być wykorzystana w diagnostyce chorób nowotworowych, a wytworzone z nich sztuczne tkanki, narządy bądź protezy znajdą zastosowanie w implantologii.

Skonstruowano już pierwsze narzędzie wydrukowane w technice 3D na materiale nowego typu - to specjalny uchwyt wykorzystywany w diagnozowaniu chorób nowotworowych górnych dróg oddechowych na podstawie analizy wydychanego przez pacjenta powietrza. Nowy materiał, z którego wykonany został uchwyt, jest bakteriostatyczny, co oznacza że wykonana z niego aparatura medyczna nie będzie wymagała częstej sterylizacji - na jej powierzchni nie dojdzie bowiem do wzrostu mikroorganizmów.

"Analitycy medyczni mogą wyizolować związki świadczące o obecności komórek nowotworowych w wydychanym przez nas powietrzu, jeśli w organizmie człowieka zaszły jakiekolwiek zmiany o charakterze nowotworowym. Uchwyt wykonany z naszego materiału służy do pobierania próbek wydychanego przez pacjenta powietrza, które następnie będą analizowane pod kątem obecności śladów potencjalnych zmian nowotworowych. Co ważne, możemy je wykryć we wczesnej fazie choroby, co zwiększa skuteczność zastosowanych metod leczniczych. Dzięki temu znamy również typ nowotworu, stopień zaawansowania choroby oraz miejsce, w którym niepożądane zmiany są zlokalizowane" - tak o zastosowaniu uchwytu powiedział dr Andrzej Swinarew.

Rozpoczęły się już także badania biozgodności nowych materiałów, prowadzone pod kątem zastosowania ich w konstrukcji protez. Analizy wykażą, czy zbudowane z nich protezy mogą być bezpiecznie wprowadzone do organizmu człowieka. Naukowcy z Uniwersytetu Śląskiego opracowali bowiem także materiał o strukturze gęstościowej zbliżonej do tkanki kostnej człowieka, zgodny co do gęstości oraz odporności mechanicznej oraz odpowiednik ludzkiej chrząstki, który znajdzie zastosowanie w leczeniu osób będących po zabiegu całkowitego lub częściowego usunięcia krtani. Jest on podłożem na którym implantowane są tkanki własne pacjenta.

Najpierw na drukarce 3D tworzony jest model krtani będący nieco cieńszym odpowiednikiem narządu, który będzie rekonstruowany. Potem lekarze pobierają fragment naturalnej chrząstki pacjenta, aby wprowadzić ją do organizmu razem z implantem. Jak wyjaśnia dr Swinarew, pacjenci po zabiegu laryngektomii mają zazwyczaj pozostawiony niewielki fragment tej części układu oddechowego, więc aby go nie obciążać, pobierany jest fragment przegrody nosowej.

Pobrany naturalny materiał pozwala wyhodować komórki macierzyste na powierzchni sztucznego modelu krtani, a następnie zostaje wprowadzony do organizmu pacjenta. Jeśli zabieg laryngektomii był częściowy, model krtani można będzie poddać dodatkowo procesowi karbonizacji. Jak wyjaśnia naukowiec, komórki w wyniku angiogenezy, czyli procesu tworzenia się naczyń włosowatych, będą sukcesywnie absorbować węgiel zawarty w implancie. Po kilku latach sztuczna konstrukcja zostanie całkowicie wchłonięta, a w ciele pacjenta pozostanie jedynie jego naturalna chrząstka. Jeśli w wyniku choroby nowotworowej zbyt duża część krtani została usunięta, wówczas implant zostanie zbudowany z materiału o zmodyfikowanych właściwościach, a ten pozostanie w organizmie człowieka na stałe.

MM