Drukuj

Rola polimerów w inżynierii tkankowej

Polimery syntetyczne

Z uwagi na lepszą, w porównaniu do polimerów naturalnych, odporność mechaniczną oraz trwałość polimery syntetyczne są powszechnie wykorzystywane do wytwarzania rusztowań. Do najczęściej stosowanych zalicza się poliglikolid, polilaktydy, kopolimery glikolidu z laktydami.

Poliglikolid (PGA) jest polimerem pochodzącym ze źródeł odnawialnych, substrat do otrzymywania PGA (kwas glikolowy) może być pozyskiwany np. z trzciny cukrowej.

Jako polimer bioresorbowalny jest wykorzystywany w chirurgii do wyrobu śrub chirurgicznych, płytek, siatek i folii opatrunkowych. Czas degradacji wszczepów dobiera się tak, aby po zrośnięciu się uszkodzonej tkanki spajający ją mechanicznie implant uległ całkowitej resorpcji. Kwas glikolowy stosuje się także do produkcji rusztowań komórkowych czy nici chirurgicznych, których dużą zaletą całkowita resorpcja w czasie 4-6 miesięcy.

Poprzez dobór odpowiednich stężeń monomerów GA i LA uzyskuje się kopolimer kwasu polimlekowego oraz kwasu glikolowego (PLGA). W zależności od stosunku tych dwóch związków użytych do polimeryzacji otrzymuje się polimer o odpowiednich właściwościach. Zaletą PLGA jest łatwość sterowania czasem degradacji w zależności od jego składu.

Polilaktyd (PLA) jest alifatycznym poliestrem pozyskiwanym ze źródeł odnawialnych (kukurydza, trzcina cukrowa). PLA jest bardzo dobrze biokompatybilnym polimerem a jego produkty degradacji są usuwane z ciała pacjenta na normalnej drodze metabolicznej.

Polikaprolakton (PCL) jest biodegradowalnym poliestrem pozyskiwanym z surowców petrochemicznych. Czas degradacji polikaprolaktonu wynosi nawet ponad 2 lata. Z tej przyczyny jest stosowany jako długoterminowy implant lub jako kompozyt z innymi polimerami, zarówno naturalnymi jak i syntetycznymi.

Podsumowanie

Powszechnie przyjmuje się, iż inżynieria tkankowa jest przyszłością medycyny regeneracyjnej oraz atrakcyjną i skuteczną alternatywą wobec takich metod jak transplantacje czy protezy, znosząc niektóre ograniczenia wynikające z ich stosowania, jak np. ryzyko odrzucenia przeszczepu czy brak integracji z naturalną tkanką.

Niezwykle ważną rolę odgrywa również rozwój polimerów biodegradowalnych. Ich niezaprzeczalną zaletą jest rozkład w organizmie do nietoksycznych i łatwo wydalanych produktów, dzięki czemu nie ma potrzeby usuwania implantów z organizmu pacjenta, co w istotny sposób wpływa na komfort jego terapii. Spodziewać się zatem należy, iż projektowanie i wytwarzanie nowych materiałów polimerowych przeznaczonych do zastosowań biomedycznych stanowić będzie nadal bardzo popularny kierunek badań.

Jacek Leszczyński
na podst.
Biomedyczne zastosowanie wybranych materiałów polimerowych. Ewa Kłodzińska, Marek Konop
Zastosowanie bioresorbowalnych rusztowań w inżynierii tkankowej. Aleksandra Kruk, Agnieszka Gadomska-Gajadhur, Paweł Ruśkowski. Nowoczesne trendy w medycynie 2015, 91-102.
Inżynieria tkankowa - nowe narzędzie w rekonstrukcji tkanek. Maria Grolik. Zeszyty Naukowe Towarzystwa Doktorantów UJ, Nauki Ścisłe, Nr 3 (2/2011), 33-4
Ma P.X., Scaffolds for tissue fabrication, “Materials Today”, May 2004

Zdjęcie: Freepik