Biomateriał w strzykawce może przyśpieszyć zrastanie kości
Naukowiec zajmuje się opracowywaniem biomateriału z nanowłókien, który ma być aplikowany bezpośrednio w obszarze złamanej kości. Ma on wspomagać pacjentów z problemami w zrostach kości, szczególnie w przypadkach spowolnionego zrastania się lub komplikacji związanych z chorobami takimi jak osteoporoza.
Dr Łukasz Szymański z Instytutu Genetyki i Biotechnologii Zwierząt PAN koncentruje się na tworzeniu polimerowych nanostruktur, wspierających regenerację kości. Projekt dr. Szymańskiego, laureata konkursu LIDER NCBR, otrzymał maksymalne dofinansowanie wynoszące 1,8 miliona złotych.
Dr Szymański wyjaśnił serwisowi Nauka w Polsce, że nowo opracowany biomateriał zostanie zastosowany do wypełniania szczelin złamaniowych za pomocą iniekcji. Biomateriał ten ma pobudzać aktywność komórkową i molekularną, ułatwiając dostarczanie składników odżywczych do tkanki. Jego półpłynna forma zapewni stabilność w miejscu aplikacji.
Odżywianie regenerującej się kości
Zespół naukowy pod kierownictwem dra Szymańskiego tworzy rusztowania z nanowłókien, stosując metodę elektroprzędzenia. Struktury te są wzbogacone w specjalnie dobrane peptydy, które wspomagają wzrost i regenerację kości oraz w aminokwasy, które są kluczowe w produkcji kolagenu, niezbędnego w procesie gojenia. Substancje te są uwalniane pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego. Dodatkowo nanocząstki srebra dołączane do nanowłókien przeciwdziałają rozwojowi bakterii i wspierają tworzenie nowych naczyń krwionośnych.
Dr Szymański podkreśla cztery główne zalety tego biomateriału. Wspomaga on migrację komórek macierzystych do miejsca złamania, nanowłókna tworzą strukturę porowatą, która ułatwia dostęp substancji odżywczych. Biomateriał stymuluje również proces gojenia kości i jest łatwy w aplikacji, co ułatwia pracę specjalistom medycznym.
Usprawnienie procesu leczenia złamań
Jak zaznacza dr Szymański, aktualne metody leczenia złamań są kosztowne i wymagają dużo czasu. W przypadkach opóźnionego zrastania stosuje się przeszczepy kości, implantacje rusztowań, a także iniekcje substancji stymulujących wzrost tkanki kostnej, często wymagające interwencji chirurgicznej, co wiąże się z ryzykiem powikłań.
Nowy biomateriał może przyczynić się do rozwoju metod dostarczania komórek macierzystych bezpośrednio do miejsc złamań. Może on również znaleźć zastosowanie w chirurgii twarzowo-szczękowej i stomatologii.
Ten materiał jest przeznaczony dla osób z wolnym lub brakującym zrostem kości, co dotyka 5-10% osób z urazami. Szczególnie narażone są osoby starsze oraz pacjenci z osteoporozą. Złamania u młodszych często wynikają z urazów sportowych, upadków lub wypadków komunikacyjnych, stanowiących rosnące wyzwanie dla światowej opieki zdrowotnej.
