Neue Wege, wie Biomaterialien das Gesundheitswesen verändern
Ein Biomaterial ist eine Substanz, die so konstruiert wurde, dass sie eine Form annimmt, die den Verlauf eines therapeutischen oder diagnostischen Verfahrens steuert. Obwohl ein Großteil der Studien zu Biomaterialien an Tiermodellen oder in-vitro Derzeit prognostizieren Wissenschaftler, dass die Ergebnisse in Kürze in Studien am Menschen verwendet werden.
Ophthalmologie und Biomaterialien
Amnionmembran (AM) wird seit vielen Jahren in der rekonstruktiven Augenchirurgie eingesetzt. Kürzlich wurden neue Techniken vorgeschlagen, um das Ersetzen der Hornhaut effizienter zu gestalten. Diese spezielle Operation wird häufig durchgeführt, wenn das Auge durch eine Krankheit oder chemische Verbrennungen dauerhaft verletzt wird.AM wird aus der innersten Schicht der Plazenta gewonnen und hat entzündungshemmende und vernarbungshemmende Eigenschaften, was es zu einem guten Membranersatz macht. AM-Gewebe ist jedoch von Natur aus dünn und trüb, was das Sehvermögen einer Person beeinträchtigen kann. Wissenschaftler erforschen derzeit Möglichkeiten, AM durch die Herstellung eines Gewebelaminats zu verstärken und optisch zu klären. Sie glauben, dass ihre Erkenntnisse dazu beitragen werden, AM auf eine Weise voranzutreiben, die das Material bei der rekonstruktiven Chirurgie des menschlichen Auges besser anwendet.
Biomaterialien für eine verbesserte Krebsdiagnose und -behandlung
Auch bei der Behandlung von Krebs wurden große Fortschritte bei der Verwendung verschiedener Biomaterialien erzielt. Dazu gehört die Verwendung von Originalmaterialien zur Feststellung der Diagnose und Prognose verschiedener Krebsarten sowie die effektivere Verabreichung von Krebsmedikamenten. Therapien, die direkt auf Tumore abzielen, wurden als bevorzugte Methode zur Behandlung von Krebs erkannt. Sie sind in der Lage, Krebszellen stärker zu verletzen und weniger Nebenwirkungen zu verursachen.Für die lokalisierte Krebstherapie entwickelten und konstruierten Forscher der Universität von Adelaide, Australien, ein 3D-Implantat auf Titandrahtbasis mit Titandioxid-Nanoröhren-Arrays, die mit einem Krebsmedikament beladen werden können und als Arzneimittelabgabegerät dienen. Ihre Studien zeigten, dass Brustkrebszellen weniger wahrscheinlich überleben, wenn eine Krebstherapie mit den neuen Implantaten durchgeführt wird. Drei Tage nach dem Einsetzen des Implantats begannen die Tumorzellen im Laufe ihrer Forschung, sich zurückzubilden. Die Forscher betonen auch, dass dieser neue chemotherapeutische Ansatz in Zukunft an andere Krebsarten angepasst werden könnte.
Die Abgabe von Medikamenten an die exakte Stelle einer Läsion ist ein Ansatz, der auch in anderen Bereichen der Medizin getestet wird. Beispielsweise könnten arzneimittelresistente bakterielle Infektionen, die aufgrund des übermäßigen Einsatzes von Antibiotika zu einem wachsenden Problem geworden sind, mit den neuesten Fortschritten bei Biomaterialien behandelt werden. In Silberkern eingebettete mesoporöse Silica-Nano-Vehikel wurden bereits in Mäusemodellen verwendet, um Antibiotika in die Bereiche der resistenten Infektion abzugeben. In Tierversuchen hat sich gezeigt, dass Nanoplattformen beim Abtöten von Bakterien bei gleichzeitiger Verwendung von Silber und Antibiotika sehr effizient sind.
Cartilage Tissue Engineering
Dr. Tanya Levingstone vom Royal College of Surgeons in Irland (RCSI) untersucht ein weiteres spannendes Gebiet der Biomaterialforschung. Levingstone ist Teil der Bone and Tissue Engineering Research Group. Diese Gruppe hat einige bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung eines Materials erzielt, mit dessen Hilfe beschädigte Gelenke regeneriert werden können. Das Forscherteam hat sich mit dem Forschungszentrum AMBER (Advanced Materials and BioEngineering Research) und entwickelte ein mehrschichtiges poröses 3D-Gerüst, das aus Kollagen, Hydroxylapatit und Hyaluronsäure besteht. Alle diese Substanzen sind in einem gesunden Gelenk enthalten und können die Zellen des Körpers aktiv anleiten, um beschädigte Gelenke zu reparieren.In ihren jüngsten Studien testeten die irischen Forscher das Präparat an einem 15 Monate alten Vollblutstutfohlen. Das Pferd litt an einer degenerativen Erkrankung beider Kniegelenke, die als Osteochondritis dissecans bekannt war. Einige Fälle dieser Erkrankung können bei Tieren so schwerwiegend sein, dass sie eingeschläfert werden müssen. Nach einem routinemäßigen arthroskopischen Eingriff, bei dem die instabilen Kniefragmente entfernt wurden, wurden die mehrschichtigen Gerüste in die Gelenke des Pferdes implantiert. Infolgedessen bildeten sich neue Knochen und Knorpel, wie eine Untersuchung fünf Monate nach dem ersten Eingriff ergab. Das junge Pferd mit zuvor düsteren Aussichten ist jetzt wieder im Training für Springprüfungen.
Das Material wurde patentiert und heißt jetzt ChondroColl. Es ist das zweite Produkt des Teams im Bereich der Knochenregeneration. Zuvor entwickelten und testeten sie ein Knochenregenerationsgerüst namens HydoxyCall, das bereits CE-zertifiziert ist und von einem RCSI-Start-up-Unternehmen namens SugarColl Technologies auf den Markt gebracht wurde. ChondroColl wartet derzeit auf die behördliche Zulassung und die ersten Studien an Menschen mit osteochondralen Defekten werden voraussichtlich in naher Zukunft beginnen.
