Biomateriał może pozwolić lekarzom „wyrzeźbić” delikatne rysy twarzy

Nowy biomateriał może pomóc chirurgom w odbudowie delikatnych, miękkich struktur ludzkiej twarzy, takich jak policzki, po przebytej chorobie lub urazie, które spowodowały oszpecenie. Materiał, który jest w połowie syntetyczny, a w połowie biologiczny, można wstrzykiwać pod skórę w postaci płynu, wmasowywać w kształt, a następnie trwale blokować pod wpływem światła.

W centrum uwagi: Naukowcy używają zielonego światła LED, aby usztywnić eksperymentalny materiał, który został wstrzyknięty pod skórę szczura.

Tkanki miękkie są trudne do wymiany, zwłaszcza na twarzy. Mamy metale i tworzywa sztuczne dla twojej kości, mówi Jennifer Elisseeff , zwycięzca TR35 w 2002 roku i jeden z badaczy w artykule opublikowanym w Nauka Medycyna Translacyjna który opisuje pracę. Ale chirurgom brakuje dobrych zamienników takich rzeczy, jak policzki i usta – a nawet niewielkie deformacje mogą prowadzić do poważnych problemów społecznych i emocjonalnych u pacjentów. Istniejące implanty są często niewystarczające do rekonstrukcji większych defektów, takich jak te pozostawione po wycięciu guza lub ekstremalnych urazach.

Aleksander Hillel a jego koledzy z Johns Hopkins University stworzyli nowy rodzaj materiału do przeszczepów, który rozwiązuje te problemy. Jest to mieszanka kwasu hialuronowego – materiału biologicznego używanego już jako implant tkanki miękkiej – i glikolu polietylenowego, materiału syntetycznego. Mieszanka jest płynnym polimerem, który można wstrzykiwać, co pozwala uniknąć operacji. Po wstrzyknięciu materiał można nadać mu żądany kształt. Po wystawieniu na działanie światła o określonej długości fali nieuporządkowana plątanina łańcuchów polimerowych w płynnym implancie zmienia się w stabilną, usieciowaną formę, usztywniając implant.

To, że dioda LED wykorzystuje światło widzialne do ustawienia implantu, jest ważne, mówi Farshid Guilak , profesor chirurgii ortopedycznej i inżynierii biomedycznej na Duke University: Światło widzialne jest znacznie bezpieczniejsze niż światło UV, które może mieć szereg niekorzystnych skutków, przede wszystkim uszkodzenie DNA i śmierć komórki.

Ali Khademhosseini , profesor nadzwyczajny w Wydziale Nauk o Zdrowiu i Technologii Harvard-MIT, mówi, że nowy materiał jest bardzo obiecujący. Według mojej wiedzy jest to najdalej przyjęte takie podejście, ponieważ artykuł zawiera obszerne badania na zwierzętach, a także pilotażowe badania na ludziach, mówi.

Aby ustawić implanty, naukowcy opracowali matrycę LED zielonego światła, która może penetrować do czterech milimetrów skóry. Pełne stwardnienie implantu zajmuje tylko dwie minuty i nie było żadnych bolesnych skutków ubocznych.

Aby przetestować implanty, naukowcy wstrzyknęli je w grzbiety szczurów. Następnie przetestowali kilka proporcji kwasu hialuronowego i glikolu polietylenowego, sprawdzając, jak długo działają. Różne mieszanki mają różne poziomy elastyczności i trwałości, co pozwala klinicystom na precyzyjne dostosowanie właściwości fizycznych implantu do ich potrzeb. Najdłużej działające implanty wytrzymały prawie 500 dni, zanim zostały całkowicie wchłonięte przez ciała szczurów. Oznacza to, że implanty mogą wymagać wymiany po około roku, chociaż Elisseeff ma nadzieję, że będą działać jak rusztowanie dla wzrostu nowej tkanki.

Naukowcy przeprowadzili pilotażowe badanie kliniczne w Kanadzie. Wstrzyknęli małe implanty w żołądki trzech pacjentów, u których zaplanowano wykonanie plastyki brzucha. Implanty trwały około 12 tygodni, a jedynym problemem był stan zapalny wokół implantu. Elisseeff mówi, że zapalenie może być wynikiem podrażnienia spowodowanego sztywnością implantów, reakcją na chemikalia w implancie lub produktem ubocznym tkanki tłuszczowej otaczającej miejsce implantu. Uważa, że ​​problem będzie stosunkowo łatwy do przezwyciężenia.

Następnym krokiem, mówi Elisseeff, jest badanie kliniczne na pełną skalę. Pracuje również nad sposobami wytwarzania implantów z tkanek miękkich z minimalną ilością komponentów syntetycznych. Mówi, że długofalowa perspektywa próbuje wprowadzić te technologie [inżynierii tkankowej] do praktyki klinicznej. Chociaż wdrożenie takich technik zwykle zajmuje dużo czasu, jest przekonana, że ​​jej obecna praca zostanie przeniesiona do kliniki, ponieważ została zaprojektowana z myślą o potrzebach klinicznych.

Melissa Knothe Tate , profesor na Wydziale Inżynierii Biomedycznej Case Western University, jest optymistą. Umieszczenie tkanki funkcjonalnej we właściwym miejscu we właściwym czasie było główną przeszkodą w dziedzinie inżynierii tkankowej, mówi. Dodaje, że ta i inne niedawno opublikowane technologie mogą wskazywać na nową erę medycyny regeneracyjnej, naśladując zdolność organizmu do budowy nowej tkanki.

Khademhosseini również uważa, że ​​wyniki są zachęcające. Mam nadzieję, że artykuł ten przyda się nowej generacji zastosowań opartych na biomateriałach w zastępowaniu tkanek miękkich, mówi.

ukryć