Os biomateriais se están facendo unha parte importante de moitos procedementos terapéuticos e de diagnóstico e a investigación neste campo está crecendo rapidamente. Algunhas das áreas máis interesantes son a ortopedia , oftalmoloxía , tratamentos de cancro e coidados odontológicos.
Un biomaterial é unha substancia que foi deseñada para adoptar unha forma que se usa para dirixir o curso dun procedemento terapéutico ou de diagnóstico .
Aínda que moitos estudos sobre biomateriais se fixeron en modelos animais ou in vitro neste momento, os científicos predicen que os achados pronto se utilizarán nos ensaios humanos.
Oftalmoloxía e BioMateriais
A membrana amniótica (AM) foi utilizada na cirugía reconstrutiva do ollo durante moitos anos. Recentemente, propuxéronse novas técnicas para facer máis eficiente a substitución da córnea. Esta cirurxía particular adoita realizarse cando hai unha lesión permanente no ollo causada por unha enfermidade ou queimaduras químicas.
A AM obtense a partir da capa máis interna da placenta e ten propiedades antiinflamatorias e anti-cicatrices, o que o fai un bo substituto de membrana. Non obstante, o tecido AM é naturalmente delgado e nublado, o que pode afectar a visión dunha persoa. Os científicos están a investigar formas de endurecer e clarificar ópticamente AM creando un laminado de tecido. Eles cren que os seus achados axudarán a avanzar AM de maneira que mellor aplique o material na cirugía reconstrutiva do ollo humano.
Biomateriais para mellorar o diagnóstico e tratamento do cancro
Tamén houbo moitos progresos utilizando diferentes biomateriais no tratamento do cancro. Estes inclúen o uso de materiais orixinais para establecer o diagnóstico e prognóstico de diferentes tipos de cancro, así como utilizalos para entregar medicamentos contra o cancro de forma máis efectiva.
As terapias que teñen como obxectivo os tumores directamente foron recoñecidas como unha forma preferible de tratar o cancro. Son capaces de producir golpes maiores ás células cancerosas e causar menos efectos secundarios.
Para a terapia de cancro localizada, investigadores da Universidade de Adelaide, Australia, deseñaron e fabricaron un implan tado a base de fíos de titanio 3D con matrices de titanía nanotubas que poden cargarse cun fármaco contra o cancro e servir como dispositivo de distribución de medicamentos. Os seus estudos demostraron que cando a terapia do cancro se entrega cos novos implantes, as células do cancro de mama fixeron menos probabilidades de sobrevivir. Durante o curso da súa investigación, tres días despois da inserción do implante, as células tumorais comezaron a retroceder. Os investigadores tamén salientan que este novo enfoque quimioterapéutico podería ser adaptado a outros tipos de cancro no futuro.
Dirixir drogas ao lugar exacto dunha lesión é un enfoque que tamén se está probando noutras áreas da medicina. Por exemplo, as infeccións bacterianas resistentes ás drogas, que se converteron nun problema crecente debido ao uso excesivo de antibióticos, poderían tratarse utilizando os últimos avances en biomateriais. Os vehículos nano de sílice mesoporosos embutidos con prata xa se empregaron nos modelos de ratos para entregar antibióticos ás áreas da infección resistente.
Na investigación animal, as nanoplasmas demostraron ser moi eficientes ao matar bacterias, á vez que utilizan tanto axentes de prata como antibióticos.
Enxeñaría de tecido da cartilaxe
A Dra. Tanya Levingstone do Royal College of Surgeons in Ireland (RCSI) está explorando outra área emocionante da investigación biomaterial. Levingstone forma parte do Grupo de Investigación en Enxeñaría de óso e tecido. Este grupo realizou algúns avances significativos no deseño dun material que pode axudar a rexenerar xuntas danadas. O equipo de investigación uniu forzas co centro de investigación AMBER ( Advanced Materials and BioEngineering Research) e desenvolveu un andamio poroso 3D multicapa que consta de coláxeno, hidroxiapatita e ácido hialurónico.
Todas estas sustancias están presentes nunha articulación sa e teñen o potencial de dirixir activamente as células do corpo para reparar as articulacións danadas.
Nos seus estudos máis recentes, os investigadores irlandeses probaron o composto cun pene de pura raza de 15 meses de idade. O cabalo sufría unha enfermidade degenerativa das dúas articulacións do xeonllo coñecidas como osteocondritis disecas. Algúns casos desta condición poden ser tan graves nos animais que necesitan ser eutanasificados. Logo de someterse a un procedemento artroscópico de rutina que elimina os fragmentos inestables do xeonllo, os andamios multicapas foron implantados nas articulacións do cabalo. Como resultado, formáronse novos ósos e cartilaxes, segundo revelou unha investigación cinco meses despois do procedemento inicial. O novo cabalo con perspectivas previamente desagradables volve á formación para eventos de saltos.
O material foi patentado e agora é coñecido como ChondroColl. É o segundo produto do equipo no campo da rexeneración ósea. Anteriormente, deseñaron e probaron un andamio de regeneración ósea chamado HydoxyCall, que xa foi aprobado CE e foi lanzado ao mercado por unha empresa de arranque de RCSI, chamada SugarColl Technologies. ChondroColl está a agardar pola aprobación regulamentaria, e os primeiros estudos sobre humanos con defectos osteocondrais deben comezar nun futuro próximo.
Supresión da decadencia dental
Os investigadores da Universidade de Pensilvania están a buscar mellores formas de eliminar a placa dental que ás veces pode causar a aparición da caries. Elaboraron nanopartículas catalíticas cunha actividade similar ao peróxido que pode perturbar a matriz protectora que rodea as bacterias que se atopan na súa boca. Esta nova estratexia foi probada ata agora en modelos de roedores e mostrou unha diminución significativa na caries dental. O equipo espera aplicar pronto este coñecemento para tratar a enfermidade oral humana. Propóñense incluír as nanopartículas catalíticas con peróxido en produtos para a comercialización de pasta dental e lavado bucal como unha nova estratexia antiplaque na loita contra a caries.
Fontes:
David F, Levingstone T, O'Brien F, e outros. Curación ósea mellorada mediante a implantación de andamios de coláxeno-hidroxiapatita no tratamento dun gran cista de óso aneurismal multiloculado mandibular nun prato de pura raza. Xornal de Enxeñaría de Tecidos e Medicina Regenerativa [serial en liña]. Outubro de 2015; 9 (10): 1193.
Gao L, Liu Y, Koo H e col. Os nanocatalisadores promoven a degradación da matriz de biofilm de Streptococcus mutans e melloran a matanza bacteriana para suprimir a caries dental in vivo. Biomateriais [serial en liña]. 29 de maio de 2016; 101: 272-284.
Hariya T, Tanaka Y, Yokokura S, Nakazawa T. Laminados transnacionais e transparentes de membrana amniótica humana para o transplante de córnea. Biomateriais, [en liña en serie]. Setembro 1,2016; 101: 76-85.
Kaur G, Willsmore T, Evdokiou A, e outros. Implantes de fíos de titanio con matrices de nanotubos: un modelo de estudo para o tratamento de cancro localizado. Biomateriais [serial en liña]. 1 de setembro de 2016; 101: 176-188.
Meller D, Pauklin M, Thomasen H, Westekemper H, Steuhl KP. Trasplante de membrana amniótica no ollo humano. Deutsches Ärzteblatt International. 2011; 108 (14): 243-248. doi: 10.3238 / arztebl.2011.0243.
Stack J, Levingstone T, David F, et al. A reparación das osteocondritas grandes disemina as lesións usando unha novela de construción de tecido multicapa construída nun atleta equino. Xornal de Enxeñaría de Tecidos e Medicina Regenerativa [serial en liña]. 20 de maio de 2016; Dispoñible en MEDLINE, Ipswich, MA. Acceso o 11 de xuño de 2016.
Wang Y, Ding X, Gu H e col. Carga nano de sílice mesoporosa integrada en núcleo de prata baseada en antibióticos como agente antibacteriano sinérxico para o tratamento de infeccións resistentes ás drogas. Biomateriais [serial en liña]. 2 de xuño de 2016; 101: 207-216.