DT News - Poland - Polskie funkcjonalne cementy kostne zastąpią ubytki kości i przyspieszą ich regenerację

Dental Tribune Poland

śro. 14 lutego 2024

ratować

Naukowcy i studenci Politechniki Gdańskiej pracują nad wstrzykiwalnymi cementami kostnymi, którą wspomagają odbudowę tkanek. Wynalazek, który może znaleźć zastosowanie m.in. w ortopedii, chirurgii urazowej, chirurgii szczękowo-twarzowej i stomatologii zgłoszono do ochrony patentowej.

Jak poinformowało Biuro Prasowe Politechniki Gdańskiej, cementy kostne to biomateriały pełniące rolę samoutwardzalnych substytutów kości. Składają się z proszku i płynu, które po zmieszaniu tworzą pastę, która po zaaplikowaniu twardnieje w wyniku specyficznej reakcji chemicznej.

Obecnie w medycynie stosuje się głównie cementy polimerowe (oparte na polimetakrylanie metylu) lub ceramiczne (na bazie fosforanów wapnia), oba są mocno niedoskonałe. Te pierwsze nie są bioaktywne, czyli nie mogą wytworzyć stabilnego biopołączenia z tkanką kostną i nie sprzyjają regeneracji. Drugie mają słabe właściwości mechaniczne i trudno je aplikować. Dlatego młodzi naukowcy z Politechniki Gdańskiej zaczęli pracować nad zupełnie nowymi, alternatywnymi materiałami pozbawionymi wspomnianych ograniczeń.

„Już dziś możemy zaproponować nowe rozwiązania w aspekcie wstrzykiwalnych biokompozytowych cementów kostnych, które opracowaliśmy na bazie fosforanu magnezu i wzbogaciliśmy różnymi hydrożelami” – relacjonuje kierownik badań, dr inż. Marcin Wekwejt z Zakładu Technologii Biomateriałów na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa PG. „Nasze cementy wyróżniają się poprawionymi właściwościami użytkowymi i obniżoną kruchością, dzięki czemu posiadają znaczący potencjał do odbudowy kości. Aplikowane w minimalnie inwazyjnych zabiegach chirurgicznych powinny sprostać wymaganiom współczesnej medycyny” – tłumacz.

Jak dodaje badacz, projekt jest na zaawansowanym etapie, a obecne prace dotyczą dalszej optymalizacji biofunkcjonalności tworzonych cementów. Naukowcy chcą uzyskać bardziej biomimetyczny, a więc lepiej naśladujący prawdziwą tkankę materiał o zwiększonej wytrzymałości mechanicznej, pseudoplastyczności oraz właściwościach fizykochemicznych dopasowanych do konkretnych zastosowań medycznych.

„Podjęliśmy wyzwanie opracowania cementu podwójnie wiążącego, który powstaje w wyniku 2 sterowalnych i zachodzących jednocześnie reakcji utwardzania: ceramicznej (hydratacji) i polimerowej (sieciowania), aby można dodatkowo dostosować tempo utwardzania pod dany zabieg chirurgiczny, dla jeszcze łatwiejszej i bezpieczniejszej aplikacji materiału” – wyjaśnia dr Wekwejt. „Dążymy do tego, by nasze cementy w sposób odpowiedni ulegały pełnej biodegradacji po implantacji i wykazywały jak najkorzystniejsze właściwości biologiczne. Oznacza to również, że materiał, poprzez uwalnianie bioaktywnych jonów ma wspomagać namnażanie komórek kostnych oraz sprzyjać tworzeniu stabilnego wiązania z organizmem człowieka, przyczyniając się do skutecznej regeneracji kości” – dodaje.

Przygotowywane przez zespół z PG cementy mają znaleźć zastosowanie medyczne. Mogą być wykorzystywane przy złamaniach, osteoporozie, schorzeniach takich, jak np. periimplantitis oraz w ubytkach kostnych po resekcji nowotworów. Członkami grupy badawczej, poza zatrudnionymi na Politechnice Gdańskiej naukowcami są studenci. Opracowywane technologie zgłosili do ochrony patentowej. „Wszczęliśmy już procedury patentowe na 3 proponowane technologie naszych cementów, a efekty pierwszych badań naukowych zostały już opublikowane” – tłumaczą badacze.

Publikacja pt.: „Dual-Setting Bone Cement Based On Magnesium Phosphate Modified with Glycol Methacrylate Designed for Biomedical Applications' ukazała się w czasopiśmie „ACS Applied Materials & Interfaces”, a powstała we współpracy z Instytutem Materiałów Funkcjonalnych w Medycynie i Stomatologii Uniwersytetu w Würzburgu. Poświęcona jest zastosowaniu w cemencie fosforanowo-magnezowym komponentu hydrożelowego na bazie poli(HEMA).

„Projekt trwa i z każdym kolejnym etapem przybywa coraz więcej obiecujących wyników. Dzięki temu już teraz przygotowujemy następne wnioski patentowe oraz publikacje naukowe” – mówi dr Wekwejt.

źródło: Nauka w Polsce.

To post a reply please login or register

Powiązane artykuły

Nowy implant przyspieszy gojenie kości

Polscy naukowcy, w tym biolodzy Uniwersytetu Łódzkiego pracują nad implantem, który ma przyspieszyć gojenie uszkodzeń kości oraz działać ...

Przewidywalna sterowana regeneracja kości

Można wiele zrobić, aby sterowana regeneracja kości była bardziej przewidywalna. Jedno z pewnością jest niezmiernie ważne: aby spowodować wrastanie ...

Biomateriał w strzykawce może przyspieszyć regenerację kości

Naukowcy pracują nad biomateriałem z nanowłókien, który można wstrzykiwać bezpośrednio w miejsce złamania i ubytków kostnych. Docelowo pomoże on ...

Cząsteczki na bazie makrolidów stymulują regenerację kości

Wiadomo, że z wiekiem zwiększa się podatność ludzi na chroniczną zapalną utratę masy kostnej, w tym choroby przyzębia. Naukowcy z uniwersytetów ...

Regeneracja kości i pokrycie recesji w leczeniu estetyczno-implantologicznym

Autor prezentuje opis przypadku leczenia kompleksowego z planowaniem w centralnej relacji. Wykonano zabieg przeszczepienia pełnego bloku kostnego i ...

Regeneracja kości i pokrycie recesji w leczeniu estetyczno-implantologicznym

Autor prezentuje opis przypadku leczenia kompleksowego z planowaniem w centralnej relacji. Wykonano zabieg przeszczepienia pełnego bloku kostnego i ...

Metabolizm, remodelowanie i regeneracja kości w praktyce lekarza dentysty

18-19. maja br. w Ustroniu odbędzie się konferencja poświęcona zaburzeniom metabolizmu kostnego, które mają wpływ na postępowanie lekarzy ...

Sympozjum: Granice zaawansowanej sterowanej regeneracji tkanek dziąsła i kości

W dniach od 30 września do 1 października br., w Hotelu Intercontinental w Warszawie odbędzie się Sympozjum i medyczny kurs praktyczny pod patronatem ...