Laatste manieren waarop biomaterialen worden gebruikt in de gezondheidszorg

Biomaterialen worden een belangrijk onderdeel van vele therapeutische en diagnostische procedures en het onderzoek op dit gebied groeit snel. Enkele van de meest opwindende gebieden zijn orthopedie, oogheelkunde, kankerbehandelingen en tandheelkundige zorg.

Een biomateriaal is een stof die is ontworpen om een ​​vorm aan te nemen die wordt gebruikt om het verloop van een therapeutische of diagnostische procedure te sturen. Hoewel veel van de studies over biomaterialen zijn gedaan op diermodellen of in-vitro op dit moment voorspellen wetenschappers dat bevindingen spoedig zullen worden gebruikt in proeven bij mensen.

Oftalmologie en BioMaterials

Het amnionmembraan (AM) is al vele jaren in de reconstructieve operatie van het oog gebruikt. Onlangs zijn nieuwe technieken voorgesteld om het vervangen van het hoornvlies efficiënter te maken. Deze specifieke operatie wordt vaak uitgevoerd als er sprake is van een blijvend letsel aan het oog veroorzaakt door een ziekte of chemische brandwonden.

AM wordt verkregen uit de binnenste laag van de placenta en heeft ontstekingsremmende en anti-littekens eigenschappen, waardoor het een goede membraansubstituut is. AM-weefsel is van nature dun en troebel, wat van invloed kan zijn op het gezichtsvermogen van een persoon. Wetenschappers onderzoeken nu manieren om AM te versterken en optisch te verduidelijken door een weefsellaminaat te maken. Ze geloven dat hun bevindingen AM zullen helpen bevorderen op een manier die het materiaal beter toepast in de reconstructieve chirurgie van het menselijk oog.

Biomaterialen voor verbeterde diagnostiek en behandeling van kanker

Er is ook veel vooruitgang geboekt met het gebruik van verschillende biomaterialen bij de behandeling van kanker. Deze omvatten het gebruik van originele materialen om de diagnose en prognose van verschillende kankers vast te stellen, evenals het gebruik ervan om geneesmiddelen tegen kanker op een effectievere manier af te leveren. Therapieën die direct op tumoren zijn gericht, zijn erkend als een voorkeursbehandeling voor kanker. Ze zijn in staat grotere kankercellen af ​​te geven en minder bijwerkingen te veroorzaken.

Voor gelokaliseerde kankertherapie hebben onderzoekers van de Universiteit van Adelaide, Australië, een 3D-op titaniumdraad gebaseerd implantaat ontworpen en ontwikkeld met titania nanobuizenmatrices die kunnen worden geladen met een kankergeneesmiddel en die dienst kunnen doen als medicijnafgifte-apparaat. Hun studies toonden aan dat wanneer kankertherapie wordt afgeleverd met de nieuwe implantaten, borstkankercellen minder snel zullen overleven.Tijdens hun onderzoek, drie dagen na het inbrengen van het implantaat, begonnen de tumorcellen achteruit te gaan. De onderzoekers benadrukken ook dat deze nieuwe chemotherapeutische aanpak in de toekomst kan worden aangepast aan andere soorten kanker.

Het leveren van medicijnen op de exacte plek van een laesie is een aanpak die ook wordt getest in andere gebieden van de geneeskunde. Geneesmiddelenbestendige bacteriële infecties, die een groeiend probleem zijn geworden door het overmatig gebruik van antibiotica, kunnen bijvoorbeeld worden behandeld met de nieuwste ontwikkelingen in biomaterialen. Met zilverkern ingesloten mesoporeuze silica nanovoertuigen zijn al op muizenmodellen gebruikt om antibiotica af te leveren op de gebieden van de resistente infectie. In dierenonderzoek is aangetoond dat nanoplatforms zeer efficiënt zijn in het doden van bacteriën, waarbij tegelijkertijd zowel zilver als antibiotica worden gebruikt.

Cartilage Tissue Engineering

Dr. Tanya Levingstone van het Royal College of Surgeons in Ierland (RCSI) onderzoekt opnieuw een opwindend gebied van biomaterialenonderzoek. Levingstone maakt deel uit van de onderzoeksgroep Bone and Tissue Engineering. Deze groep heeft aanzienlijke vooruitgang geboekt bij het ontwerpen van een materiaal dat kan helpen bij het herstellen van beschadigde gewrichten. Het onderzoeksteam sloeg de handen ineen met het onderzoekscentrum AMBER (Advanced Materials en BioEngineering Research) en ontwikkelde een 3D meerlagig poreus skelet dat bestaat uit collageen, hydroxyapatiet en hyaluronzuur. Al deze stoffen zijn aanwezig in een gezond gewricht en hebben het potentieel om de lichaamscellen actief te sturen om beschadigde gewrichten te repareren.

In hun meest recente studies testten de Ierse onderzoekers de compound op een 15-maand oud ras volbloed. Het paard leed aan een degeneratieve ziekte van haar beide kniegewrichten bekend als osteochondritis dissecans. Sommige gevallen van deze aandoening kunnen bij dieren zo ernstig zijn dat ze moeten worden geëuthanaseerd. Na een routineuze artroscopische procedure die de onstabiele kniefragmenten verwijderde, werden de meerlagige steigers geïmplanteerd in de gewrichten van het paard. Als gevolg daarvan vormden zich nieuw bot en kraakbeen, zoals blijkt uit een onderzoek vijf maanden na de eerste procedure. Het jonge paard met voorheen grimmige vooruitzichten is nu terug aan het trainen voor springconcoursen.

Het materiaal is gepatenteerd en het is nu bekend als ChondroColl. Het is het tweede product van het team op het gebied van botregeneratie. Eerder ontwikkelden en testten ze een botregeneratie-scaffold genaamd HydoxyCall, dat al CE-goedgekeurd is en dat door een start-up bedrijf van RCSI, SugarColl Technologies genaamd, op de markt is gebracht. ChondroColl wacht momenteel op goedkeuring door de regelgevende instanties, en de eerste onderzoeken naar mensen met osteochondrale afwijkingen zullen naar verwachting in de nabije toekomst beginnen.

Tandbederf onderdrukken

Onderzoekers van de Universiteit van Pennsylvania zijn op zoek naar betere manieren om tandplak te verwijderen die soms het begin van tandbederf kunnen veroorzaken. Ze ontwikkelden katalytische nanodeeltjes met een peroxide-achtige activiteit die de beschermende matrix rond bacteriën in je mond kan verstoren. Deze nieuwe strategie is tot nu toe getest op knaagdiermodellen en heeft een significante afname van tandbederf aangetoond. Het team hoopt deze kennis spoedig toe te passen bij de behandeling van humane orale ziekten. Ze stellen voor om de katalytische nanodeeltjes met peroxide in commerciële tandpasta en mondwaterproducten mogelijk in te bouwen als een nieuwe antiplaque-strategie in de strijd tegen tandbederf.