Biomaterialer bliver en vigtig del af mange terapeutiske og diagnostiske procedurer, og forskningen på dette område vokser hurtigt. Nogle af de mest spændende områder er ortopæd, oftalmologi, kræftbehandling og tandpleje.
Et biomateriale er et stof, der er blevet konstrueret til at tage en formular, der bruges til at styre løbet af en terapeutisk eller diagnostisk procedure.
Selvom mange af undersøgelserne om biomaterialer er lavet på dyremodeller eller in vitro i øjeblikket, forudsiger forskere, at resultater snart vil blive brugt i menneskelige forsøg.
Oftalmologi og BioMaterials
Amnosmembran (AM) er blevet anvendt i rekonstruktiv kirurgi i øjet i mange år. For nylig er der foreslået nye teknikker, der gør udskiftning af hornhinden mere effektiv. Denne særlige operation udføres ofte, når der er permanent skade på øjet forårsaget af sygdom eller kemiske forbrændinger.
AM opnås fra det indre lag af placenta og har antiinflammatoriske og anti-scarring egenskaber, hvilket gør det til en god membran substitut. Imidlertid er AM væv naturligt tyndt og overskyet, hvilket kan påvirke en persons vision. Forskere undersøger nu måder at hæve og optisk klargøre AM ved at skabe et vævslaminat. De mener, at deres resultater vil bidrage til at fremme AM på måder, der bedre anvender materialet i den rekonstruktive kirurgi i det menneskelige øje.
Biomaterialer til forbedret cancerdiagnostik og behandling
Der har også været en masse fremskridt med forskellige biomaterialer til behandling af kræft. Disse omfatter anvendelse af originale materialer til at fastslå diagnosen og prognosen for forskellige kræftformer, samt at anvende dem til at levere anti-cancer-lægemidler på en mere effektiv måde.
Terapier, der målretter tumorer direkte, er blevet anerkendt som en foretrukken måde at behandle kræft på. De er i stand til at levere større slag mod kræftceller og forårsage færre bivirkninger.
Med henblik på lokaliseret kræftbehandling udarbejdede og forskede forskere fra University of Adelaide, Australien, et 3D-titanium-wirebaseret implantat med titanoxid-nanorør-arrays, der kan læsses med et kræftlægemiddel og tjene som et lægemiddelafgivelsesapparat. Deres undersøgelser viste, at når kræftterapi leveres med de nye implantater, blev brystkræftceller mindre tilbøjelige til at overleve. I løbet af deres undersøgelse begyndte tumorcellerne at regressere tre dage efter indsættelsen af implantatet. Forskerne understreger også, at denne nye kemoterapeutiske tilgang kunne tilpasses til andre former for kræft i fremtiden.
Levering af stoffer til det nøjagtige sted for en læsion er en tilgang, der også testes på andre områder af medicin. For eksempel kan lægemiddelresistente bakterieinfektioner, der er blevet et voksende problem på grund af overbrug af antibiotika, være behandles ved anvendelse af de seneste fremskridt inden for biomaterialer. Sølvkerne-indlejrede mesoporøse silikone nano-køretøjer er allerede blevet anvendt på musmodeller for at levere antibiotika til områderne af den resistente infektion.
I dyreforsøg har nanoplatformer vist sig at være meget effektive til at dræbe bakterier samtidig med at både sølv og antibiotika anvendes.
Bruskvævsteknik
Dr. Tanya Levingstone fra Royal College of Surgeons i Irland (RCSI) undersøger et andet spændende område inden for biomaterialforskning. Levingstone er en del af Bone and Tissue Engineering Research Group. Denne gruppe har gjort nogle betydelige fremskridt med at designe et materiale, som kan hjælpe med at regenerere beskadigede led. Forskerholdet kom sammen med forskningscentret AMBER (Advanced Materials og BioEngineering Research) og udviklede en 3D-lagret porøs stillads, der består af kollagen, hydroxyapatit og hyaluronsyre.
Alle disse stoffer er til stede i en sund fælles og har potentialet til aktivt at lede kroppens celler til at reparere beskadigede led.
I deres seneste undersøgelser testede de irske forskere sammensætningen på et 15 måneder gammelt fuldblodsfilet. Hesten lider af en degenerativ sygdom hos begge hendes knæled, kendt som osteochondritis dissecans. Nogle tilfælde af denne tilstand kan være så alvorlige hos dyr, at de skal euthaniseres. Efter at have gennemgået en rutinemæssig artroskopisk procedure, der fjernede de ustabile knæfragmenter, blev de flerlagede stilladser implanteret i hestens ledd. Som følge heraf dannedes ny knogle og brusk, som afsløret ved en undersøgelse fem måneder efter den oprindelige procedure. Den unge hest med tidligere grimme udsigter er nu tilbage til træning til showhopping.
Materialet er blevet patenteret, og det er nu kendt som ChondroColl. Det er holdets andet produkt inden for knogleregenerering. Tidligere har de konstrueret og testet en knogleregenerering stillads kaldet HydoxyCall, som allerede er CE-godkendt og er blevet markedsført af et opstartsselskab fra RCSI, kaldet SugarColl Technologies. ChondroColl afventer i øjeblikket lovgodkendelse, og de første undersøgelser af mennesker med osteokondrale defekter forventes at påbegynde i den nærmeste fremtid.
Undertrykkelse af tandbortfald
Forskere fra University of Pennsylvania ser på bedre måder at fjerne tandplak på, som i nogle tilfælde kan forårsage tandforfald. De konstruerede katalytiske nanopartikler med en peroxidlignende aktivitet, der kan forstyrre den beskyttende matrix, som omgiver bakterier, der findes i munden. Denne hidtil ukendte strategi er hidtil blevet testet på gnavermodeller og har vist et signifikant fald i tandforfaldet. Holdet håber snart at anvende denne viden til behandling af menneskelig mundtlig sygdom. De foreslår at muligvis inkludere de katalytiske nanopartikler med peroxid i kommerciel tandpasta og mundskyllevarer som en ny antiplaque-strategi i kampen mod tandbarken.
