5 апреля 2013

Биокерамика помогает восстанавливать костную ткань

Биокерамика помогает восстанавливать костную ткань

Хосе Рэмон Сэрэзуа и Эйтор Ларранага, исследователи из отделения технических материалов при Университете UPV/EHU в Стране Басков, изучают новые материалы или имплантаты, которые представляют интерес в медицине, и в частности помогают регенерации костной ткани. Они реально измерили эффект, который биокерамика оказывает на время распадаемости полимеров, в настоящее время используемых в медицине. Результаты были опубликованы в журнале «Распадаемость и стабильность полимеров».

Кости способны к регенерации, если они подверглись небольшому повреждению. Но если повреждение превысило определенную степень, костная ткань будет испытывать недостаток в способности к восстановлению. Когда переломы являются слишком большими, костной ткани следует помочь. Сегодня, часто вставляются металлические штыри или другие изделия, чтобы помочь восстановить костную ткань на месте этих переломов. Как только костная ткань восстановилась, должна быть проведена вторая операция для того, чтобы извлечь эти изделия. Цель этих новых материалов или имплантатов состоит в том, чтобы, среди прочего, устранить потребность в проведении второй операции.

Эти материалы или имплантаты, которые представляют интерес в медицине, должны отвечать многим требованиям прежде, чем они смогут быть использованы в терапевтических целях. Среди прочего, материалы должны быть биологически совместимы, другими словами, они не должны непосредственно повреждать клетки или организм. В то же самое время, возможность поддаваться биологическому разложению является также очень важным свойством. Необходимо, чтобы организм легко преобразовал их в продукты обмена веществ, которые не будут токсичны. Но также должны быть учтены и другие факторы: например механическая прочность и простой процесс производства.

«Подогнанные на заказ» материалы

Помня об этом, исследователи из UPV/EHU синтезируют и придают формы биоимплантатам. Главный компонент должен быть биологически распадающимся полимером, другими словами, он должен постепенно исчезать, чтобы костная ткань занимала должное место. Поскольку полимер слишком мягок, на этой стадии разработки, к полимеру была добавлена биокерамика. Биокерамика – биоактивный агент и помогает костной ткани восстанавливаться; и даже больше, она придает полимеру прочные механические свойства. Таким образом, поддающаяся биологическому разложению композитная система полимер-биокерамика более жестка и прочна, чем один только полимер.

Эти композитные системы могут быть воспроизведены посредством процесса термопластики, который использует нагревание, и поэтому важно исследование того, как эти материалы реагируют на нагревание. В этой работе, у поддающихся биологическому разложению композитных систем полимер-биокерамика, как обнаружилось, была более низкая теплоустойчивость по сравнению с системами без биокерамики. Фактически, реакция наблюдается между ионами окиси силикона в биокерамике и карбонильными группами в структуре полимеров, и таким образом материал распадается и неблагоприятно влияет на свойства конечного продукта, и что больше, когда имплантат трансплантируется в организм, он способствует формированию биологических продуктов, которые могут быть вредны для клеток. Это значительно ограничило бы применение этих систем в медицине. Именно поэтому исследователи из UPV/EHU проводят большое исследование, чтобы улучшить теплоустойчивость этих систем, и у них есть факты, опубликованные по этому вопросу в журнале «Распадаемость и стабильность полимеров». В этом случае, они предлагают, чтобы химическая трансформация поверхности биокерамики была проведена с помощью плазмы. Таким образом, создавая защитные слои для частиц биокерамики, предотвращается реакция с полимером и конечный продукт не повреждается.

«Эти соединения, у которых есть биологически распадающаяся полимерная основа, являются яркими кандидатами на восстановление сломанных костей или на регенерацию дефектов костной ткани», — говорит профессор Сэрэзуа. Фактически, после того, как материал временно заместил костную ткань и простимулировал ее восстановление, он постепенно исчезает, и костная ткань возвращается на свое место. «Это устраняет потребность в проведении второй операции, в настоящее время требуемой для удаления штырей и других изделий, которые имплантируются для того, чтобы так или иначе укрепить кости в месте больших переломов, превышающих критический размер, со всеми преимуществами, которые вытекают из цельного диапазона перспектив», — добавил он.


Источник:
sciencedaily.com



Как иммунная система обнаруживает скрытых «злоумышленников»?

Исследования, проведенные доцентом Техасского университета A&M Вонмуком Хвангом, привели к лучшему пониманию того, как компоненты иммунной системы организма находят вторгшиеся или поврежденные клетки, что может привести к новым подходам к лечению вирусов и рака. Хван, доцент кафедры биомедицинской инженерии Техасского университета A&M, написал об этом в статье, недавно опубликованной в журнале Proceedings of the National…

Прорыв в регенеративной стоматологии

Новые знания о клеточном составе и росте зубов могут ускорить развитие регенеративной стоматологии — биологической терапии поврежденных зубов, а также лечения чувствительности зубов. Исследование, проведенное учеными из Каролинского института, опубликовано в Nature Communications. Зубы развиваются в результате сложного процесса, в котором мягкие ткани с соединительной тканью, нервами и кровеносными сосудами соединяются с тремя различными типами…

Долгосрочные неврологические последствия COVID-19

Готов ли мир к волне неврологических последствий, которые могут возникнуть в результате COVID-19? Этот вопрос находится в авангарде исследований, проводимых в Институте неврологии и психического здоровья Флори. Команда нейробиологов и клиницистов изучает потенциальную связь между COVID-19 и повышенным риском болезни Паркинсона, а также меры, чтобы опередить кривую. «Хотя ученые все еще изучают, как вирус SARS-CoV-2…

Как генетика может повлиять на лечение COVID-19

За последние несколько месяцев в отношении ряда лекарств для лечения COVID-19 проводились исследования, при этом не было достоверно установленной безопасности или данных, подтверждающих эти утверждения. Однако некоторые из этих недоказанных методов лечения могут иметь скрытые генетические причины неэффективности и приводить к фатальным побочным эффектам, как это обнаруживается с гидроксихлорохином. Аспиранты Факультета фармацевтического колледжа Университета Миннесоты…

Исследователи предупреждают: нет безопасного уровня потребления кофеина для беременных

Кофеин, вероятно, является наиболее широко употребляемым психоактивным веществом в истории, и многие люди, в том числе беременные женщины, потребляют его ежедневно. Беременным или пытающимся забеременеть женщинам следует рекомендовать избегать употребления кофеина, поскольку данные свидетельствуют о том, что потребление кофеина матерью связано с отрицательными исходами беременности и что безопасного уровня потребления не существует, — показывает анализ…