Innowacyjny materiał, który uzupełni nieregularne ubytki kości

Naukowcy opracowali innowacyjny polimer z pamięcią kształtu, który w niedalekiej przyszłości będzie można wykorzystać do rekonstrukcji twarzoczaszki.

Istnieje szereg schorzeń wymagających usunięcia całych kości, których nie da się uzupełnić żadną inną naturalną substancją. Teraz zespół naukowców z Texas A&M University pod kierownictwem Melissy Grunlan stworzył tworzywo, które rozszerza się pod wpływem ogrzanej solanki i tym samym uzupełnia braki tkanki, a ponadto stanowi rusztowanie pod odbudowę kości.

Innowacyjny SMP (polimer z pamięcią kształtu) może cieszyć się szczególną popularnością w przypadku urazów twarzoczaszki, gdy istotna jest nie tylko funkcjonalność, ale i walory estetyczne. Teraz w chirurgii szczęków-twarzowej w miarę możliwości stosuje się autoprzeszczepy, np. z kości pozyskanej z biodra, ale ich minusem to, że tkanka kostna jest sztywnym materiałem, który bardzo trudno jest dopasować do nieregularnych kształtów ubytków. Inną opcją jest cement kostny, który także nie jest idealny. Ponieważ brakuje mu porów, w procesie twardnienia materiał staje się kruchy, co blokuje ruch osteocytów i odbudowę tkanki.

Opracowany przez zespół Grunlan SMP ma przewagę nad innymi wymienionymi metodami, gdyż samoistnie dopasowuje się on do kształtu kości, jest odpowiednio twardy i nie kruszy się. Porowatą piankę SMP stanowi polikaprolakton, który już od jakiegoś czasu znajduje zastosowanie w implantach medycznych. Podgrzewając polikaprolakton do temperatury 60oC staje się on plastyczny, natomiast po ostudzeniu do 37oC substancja odzyskuje pierwotną twardość.

To nie wszystko. SMP pokryto dodatkowo polidopaminą, lepką substancją, która umożliwia osadzenie się tworzywa w kości. Dzięki temu osteoblasty - komórki kościotwórcze - lepiej przywierają i rozprzestrzeniają się po polimerze. Kiedy kość zostanie już odbudowana, SMP ulega rozłożeniu.

Polikaprolaktonowe SMP z polidopaminą jest tak naprawdę rusztowaniem, które ma indukować kość do odbudowy, a nie substancją, która na stałe ją zastąpi. Dzięki obecności wymienionego materiału, obecne wokół uszkodzonej tkanki osteocyty wytwarzały więcej osteopontyny, które jest związane z czynnikiem transkrypcyjnym runX2 - głównym regulatorem procesu kościotworzenia.

Jeszcze w tym roku mają ruszyć pierwsze testy innowacyjnego SMP na zwierzętach.

Najlepsze tematy