211service.com
Biomateriál by mohl lékařům umožnit „vyřezávat“ jemné rysy obličeje
Nový biomateriál může pomoci chirurgům obnovit jemné měkké struktury lidského obličeje, jako jsou tváře, poté, co nemoc nebo zranění způsobilo znetvoření. Materiál, který je napůl syntetický a napůl biologický, lze vstříknout pod kůži jako tekutinu, vmasírovat do tvaru a poté trvale uzamknout působením světla.
Pod záři reflektorů: Výzkumníci používají zelené světlo LED k vyztužení experimentálního materiálu, který byl vstříknut pod kůži krysy.
Měkké tkáně se těžko nahrazují, zejména v obličeji. Máme kovy a plasty pro vaši kost, říká Jennifer Elisseeffová , vítěz TR35 v roce 2002 a jeden z výzkumníků v článku publikovaném v Věda, translační medicína který popisuje práci. Chirurgové však postrádají dobré náhrady za věci, jako jsou tváře a rty – a dokonce i nepatrné deformace mohou pacientům způsobit vážné sociální a emocionální problémy. Stávající implantáty jsou často nedostatečné pro rekonstrukci větších defektů, jako jsou ty, které zůstaly po excizích nádoru nebo extrémních traumatech.
Alexander Hillel a jeho kolegové z Johns Hopkins University vytvořili nový typ transplantačního materiálu, který řeší tyto problémy. Je to směs kyseliny hyaluronové – biologického materiálu, který se již používá jako implantát měkkých tkání – a polyethylenglykolu, syntetického materiálu. Směs je kapalný polymer, který může být injikován, čímž se vyhnete nutnosti chirurgického zákroku. Po vstříknutí lze materiál vytvarovat do potřebného tvaru. Při vystavení světlu o specifických vlnových délkách se chaotická spleť polymerních řetězců v kapalném implantátu přeskupí do stabilní, šrafované formy, čímž se implantát zpevní.
Skutečnost, že LED používá viditelné světlo k nastavení implantátu, je důležitá, říká Farshid Guilak , profesor ortopedické chirurgie a biomedicínského inženýrství na Duke University: Viditelné světlo je mnohem bezpečnější než UV světlo, které může mít řadu nepříznivých účinků, především poškození DNA a buněčnou smrt.
Ali Khademhosseini , docent na Harvard-MIT's Division of Health Sciences and Technology, říká, že nový materiál je velmi slibný. Pokud je mi známo, je to nejdále, co byl takový přístup přijat, protože článek obsahuje rozsáhlé studie na zvířatech i pilotní studie na lidech, říká.
Pro nastavení implantátů vědci vymysleli pole LED se zeleným světlem, které může proniknout až čtyři milimetry kůže. Trvá pouze dvě minuty expozice, než implantát zcela ztuhne, a nevyskytly se žádné bolestivé vedlejší účinky.
Pro testování implantátů je výzkumníci vstříkli do zad krys. Poté testovali několik poměrů kyseliny hyaluronové a polyethylenglykolu a zkoumali, jak dlouho každý vydrží. Různé směsi mají různé úrovně elasticity a trvanlivosti, což lékařům umožňuje doladit fyzikální vlastnosti implantátu pro jejich potřeby. Implantáty s nejdelší životností trvaly téměř 500 dní, než byly zcela vstřebány do těla krys. To znamená, že implantáty budou možná muset být vyměněny zhruba po roce, ačkoli Elisseeff doufá, že budou fungovat jako lešení pro růst nové tkáně.
Výzkumníci uspořádali pilotní klinickou studii v Kanadě. Třem pacientům, kteří měli podstoupit plastiku břicha, vstříkli do žaludku malé implantáty. Implantáty vydržely asi 12 týdnů, jediným problémem byl zánět kolem implantátu. Elisseeff říká, že zánět může být důsledkem podráždění způsobeného tuhostí implantátů, reakcí na chemikálie v implantátu nebo vedlejším produktem tukové tkáně obklopující místo implantátu. Myslí si, že problém bude relativně snadné překonat.
Dalším krokem, říká Elisseeff, je klinická studie v plném rozsahu. Pracuje také na způsobech, jak vyrobit implantáty měkkých tkání s minimem syntetických komponent. Dlouhodobý výhled se snaží přenést tyto technologie [tkáňového inženýrství] kupředu do klinické praxe, říká. Ačkoli obvykle trvá dlouho, než se takové techniky použijí, je si jistá, že její současná práce se přesune na kliniku, protože je navržena tak, aby řešila klinické potřeby.
Melissa Knothe Tate , profesor na katedře biomedicínského inženýrství Case Western University, je optimistický. Dostat funkční tkáň na správné místo ve správný čas bylo hlavní překážkou v oblasti tkáňového inženýrství, říká. Dodává, že tato a další nedávno publikované technologie by mohly naznačovat nový věk regenerativní medicíny, napodobující schopnost těla budovat novou tkáň.
Khademhosseini také považuje výsledky za povzbudivé. Doufám, že tento článek povolí nové generaci aplikací založených na biomateriálech při náhradě měkkých tkání, říká.