Vstreknutý hydrogél sa po vystavení svetlu stane pevný a hojí kosti
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 7. 1. 2025
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Chýbajúce úseky kostí, či už sú spôsobené zranením, chorobou alebo inými faktormi, sa dajú pomerne ťažko nahradiť. Nový injektovateľný hydrogél by to však mohol zmeniť tým, že sa po vystavení viditeľnému svetlu premení na pevný materiál na regeneráciu kostí.
Zatiaľ čo poranenia kostí, ako sú zlomeniny, sa zvyčajne zahoja samé, veľké úseky chýbajúcej kosti, ktoré sú známe aj ako „kostné deficity“, často nikdy nedorastú. V dôsledku toho sa zvyčajne musia vyplniť kúskom kostného tkaniva odobratého z jednej z kostí nohy pacienta. Tento zákrok je nielen invazívny a bolestivý, ale aj jednoducho presúva kostný deficit z jednej časti kostry na inú.
V snahe nájsť účinnejšiu alternatívu niektoré skupiny vyvíjajú pórovité materiály podobné kosti, ktoré sa umiestňujú do deficitu namiesto skutočnej kosti. Bunky z priľahlého kostného tkaniva postupne migrujú do takéhoto materiálu, kde sa ďalej rozmnožujú, zatiaľ čo materiál sa neškodne biologicky rozkladá. Nakoniec sa implantovaný materiál úplne nahradí novou, prirodzenou kosťou. Niektoré z týchto experimentálnych materiálov na regeneráciu kostí sa najprv vytlačia 3D tlačou mimo tela a potom sa pomocou lepidla upevnia do deficitu. Nanešťastie, takéto lepidlá niekedy zlyhávajú.
Iný prístup zahŕňa injekčné podanie materiálu priamo do deficitu vo forme gélu, ktorý následne stvrdne do pevnej formy. Hoci to môže znieť ako lepšia technika, niektoré z týchto látok dlho tuhnú, nie sú dostatočne biologicky odbúrateľné a / alebo im chýba mechanická pevnosť.
Preto prichádza na rad nový materiál. Vytvoril ho profesor Hyung Joon Cha a jeho kolegovia z kórejskej Univerzity vedy a techniky v Pohangu (POSTECH) a ide o hydrogél, ktorý sa skladá z alginátu získaného z rias, bioinžinierskeho adhezívneho proteínu z mušlí, iónov vápnika, chemickej látky známej ako fosfonodiol a fotoreaktívneho činidla.
Keď sa tento hydrogél vstrekne do deficitu kosti a potom sa ožiari neškodným viditeľným svetlom, jeho polymérne reťazce sa navzájom zosieťujú, čím sa z neho stane pevná, porézna, biologicky odbúrateľná pevná látka, ktorá sa bezpečne spojí s priľahlým kostným tkanivom. Súčasne s tým sa v materiáli vytvára amorfný fosforečnan vápenatý. Táto zlúčenina veľmi podobná kosti slúži ako „hniezdo“ pre priľahlé kostné bunky, čím sa zvyšuje rýchlosť ich pohybu, rozmnožovania a nahrádzania materiálu skutočnou kosťou.
Hydrogél bol pritom úspešne testovaný na potkanoch s deficitom stehennej kosti. V súčasnosti nie je známe, kedy sa začnú skúšky na ľuďoch.
„Injektovateľný hydrogélový systém na regeneráciu kostí vyvinutý naším výskumným tímom predstavuje inovatívnu alternatívu ku konvenčnej komplexnej liečbe kostných ochorení a výrazne posunie technológiu regenerácie kostného tkaniva,“ hovorí Cha.
Článok o tejto štúdii bol nedávno uverejnený v magazíne Biomaterials.
