Drukuj

Biomedyczne zastosowanie wybranych materiałów polimerowych

Płaty SR-PLLA mogą być również stosowane jako ochrona dla mózgu podczas gojenia się kości w wypadku, gdy niewielkie ubytki kostne są nadal otwarte. Użyty w tym przypadku polilaktyd w ciele jest hydrolizowany a jego metabolity nie są toksyczne. Zaletą tego materiału jest również fakt, iż może on być uformowany do nowego kształtu po odpowiednim ogrzaniu i schłodzeniu. Płytki te mogą byś również zgięte i wyprofilowane poprzez ogrzewanie ich w gorącej wodzie lub w gorącym powietrzu. Sam polilaktyd nie jest dość silny do wiązania kości, jednakże po zastosowanej procedurze wzmacniania jego właściwości mechaniczne znacznie wzrastają. Dzięki takiemu wzmocnieniu materiału uzyskuje się następujące zalety:
- nie ma konieczności kolejnej wizyty szpitalnej (nie wymaga usunięcia),
- zastosowanie materiałów biodegradowalnych jest preferowane dla dzieci,
- brak interferencji z badaniami CT i MRI.

W 2012 roku naukowcy z Włoch wytworzyli cylindryczne rusztowania (skafoldy) bazujące na PLLA/PLA. Wykorzystali w tym celu dwa różne stosunki stężeniowe obu polimerów w celu poprawienia krystaliczności i stopnia biodegradacji rusztowań, jak również zmierzyli grubość filmu polimeru. Na wytworzonym materiale hodowano następnie komórki śródbłonka – wysoce wyspecjalizowanej wyściółki naczyń krwionośnych i limfatycznych. Jak się okazuje wpływają one bezpośrednio na regulację ciśnienia tętniczego i ukrwienie tkanek, krzepnięcie krwi, miażdżycę, reakcje zapalne i powstawanie obrzęków oraz wpływają na migrację leukocytów z i do tkanek. Szczególną rolę w filtracji odgrywa śródbłonek w narządach takich jak nerki i mózg (bariera mózg - krew). Dowiedziono, iż hodowane na materiale polimerowych komórki śródbłonka wykazują dobrą adhezję oraz proliferację z utworzeniem jednolitej warstwy, komórki nie wykazywały cytotoksyczności. Otrzymany materiał może stanowić bardzo interesujące narzędzie w inżynierii tkanek naczyń krwionośnych.

Kolejnym przykładem jest wykorzystanie bioresorbowalnych implantów polilaktydowych w chirurgii ortopedycznej. Kluczowym elementem leczenia pacjenta ze zdiagnozowaną torbielą samotną kości jest wypełnienie ubytku struktury z możliwym odtworzeniem jej funkcji. Naukowcy z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH przedstawili przypadek medyczny świadczący o dużej wartości polilaktydu w ortopedii. Zastosowany bioimplant zbudowany jest z polimeru bioresorbowalnego należącego do rodziny polihydroksykwasów. W wyniku zastosowanego leczenia uzyskano w obserwacji półrocznej naukowcy zaobserwowali zmniejszenie ubytku kostnego a zastosowany bioimplant spełnił rolę dobrego substytutu kości wspomagając proces przebudowy ubytku kostnego. Dodatkową korzyścią jest fakt, iż implantując gąbkę polilaktydową, nie ma konieczności narażania pacjenta na dodatkowy uraz związany z pobraniem autogennego przeszczepu.

Podsumowanie

W niniejszym artykule przedstawiono wybrane przykłady biomedycznych zastosowań biodegradowalnych opatrunków na bazie keratyny i polimerów polilaktydowych. Wskazują one jednoznacznie na możliwość leczenia wielu poważnych schorzeń. Największy postęp dotyczy obecnie modyfikacji powierzchni i właściwości chemicznych materiałów polimerowych oraz implanty zawierające czynniki wzrostu charakterystyczne dla danej tkanki (schorzenia) uwalniane w odpowiedniej dawce. Kluczową rolę będą odgrywały w obecnych czasach w pełni zautomatyzowane bioreaktory i mikrochipy o ściśle zdefiniowanej funkcji spełniającej wszystkie wymogi związane ze środowiskiem reakcji (określone warunki) oraz nieinwazyjne metody monitorowania zmian powierzchniowych i strukturalnych biomateriałów wraz z kontrolą żywotności komórek.

dr hab. Ewa Kłodzińska - prof. nadzwyczajny, Instytut Sportu
dr Marek Konop - Katedra i Klinika Dermatologiczna WUM