新的生物材料正在改变医疗保健

生物材料正在成为许多治疗和诊断程序的重要组成部分,这一领域的研究正在迅速发展。 一些最令人兴奋的领域是骨科眼科癌症治疗和牙科护理。

生物材料是一种被设计成采用用于指导治疗或诊断过程的形式的物质

虽然很多关于生物材料的研究都是在动物模型上进行的,或者是在体外进行的,但科学家预测,这些发现很快将用于人体试验。

眼科和生物材料

羊膜(AM)多年来一直用于眼部重建手术。 最近,已经提出了新的技术来使角膜更有效地取代。 当由于疾病或化学灼伤导致眼睛永久性损伤时,通常会进行这种特殊手术。

AM是从胎盘的最内层获得的,具有抗炎和抗瘢痕的特性,这使其成为一种很好的膜替代品。 然而,AM组织自然很薄且变得模糊,这会影响一个人的视力。 科学家们正在研究如何通过创建薄纸叠层来增强和光学澄清AM。 他们相信,他们的发现将有助于以更好地应用人体重建手术中的材料的方式推进AM。

用于改善癌症诊断和治疗的生物材料

使用不同的生物材料治疗癌症也取得了很多进展。 这些包括使用原始材料来确定不同癌症的诊断和预后,以及使用它们以更有效的方式递送抗癌药物。

直接针对肿瘤的疗法已被公认为治疗癌症的优选方式。 他们能够对癌细胞产生更大的冲击,并导致更少的副作用。

为了进行局部癌症治疗,来自澳大利亚阿德莱德大学的研究人员设计并设计了一种三维钛丝基植入物,该二维纳米管阵列可装载癌症药物并用作药物递送装置。 他们的研究表明,当使用新种植体进行癌症治疗时,乳腺癌细胞生存的可能性就会降低。 在研究过程中,插入植入物三天后,肿瘤细胞开始退化。 研究人员还强调,这种新的化学治疗方法可以适应未来其他类型的癌症。

将药物输送到病变的确切部位是一种在其他药物领域也正在测试的方法。 例如,由于过度使用抗生素而成为一个日益严重的问题的耐药细菌感染,可以用生物材料的最新进展来治疗。 银核心嵌入的介孔二氧化硅纳米载体已经用于小鼠模型以将抗生素递送至抗性感染的区域。

在动物研究中,纳米平台已被证明在杀死细菌方面非常有效,同时使用银和抗生素。

软骨组织工程

来自爱尔兰皇家外科医学院(RCSI)的Tanya Levingstone博士正在探索另一个激动人心的生物材料研究领域。 Levingstone是骨与组织工程研究组的一部分。 这个小组在设计能够帮助再生受损接头的材料方面取得了一些重大进展。 该研究团队与研究中心AMBER( 先进材料和生物工程研究)联手开发了一种由胶原蛋白,羟基磷灰石和透明质酸组成的三维多层多孔支架。

所有这些物质存在于健康的关节中,并有可能主动引导身体细胞修复受损的关节。

在他们最近的研究中,爱尔兰研究人员在一个15个月大的纯种小雌鼠身上测试了这个化合物。 这匹马患有两个膝关节退行性疾病,称为骨软骨炎剥离。 这种情况的一些情况在动物中可能如此严重以至于它们需要安乐死。 在进行常规关节镜手术以去除不稳定的膝关节碎片后,将多层支架植入马关节。 结果,新骨和软骨形成,如在初始程序后五个月的调查所显示的。 这位以前严峻前景的小马现在已经重返训练跳台项目。

该材料已获得专利,现在被称为ChondroColl。 这是该团队在骨再生领域的第二个产品。 此前,他们设计和测试了一种名为HydoxyCall的骨再生支架,该产品已经通过了CE认证,并且由RCSI的一家创业公司将其推向市场,该公司名为SugarColl Technologies。 ChondroColl目前正在等待监管机构的批准,预计在不久的将来将开始对骨软骨缺损患者进行首次研究。

抑制蛀牙

宾夕法尼亚大学的研究人员正在研究更好的方法去除有时会导致蛀牙发作的牙菌斑。 他们设计的催化纳米粒子具有类似过氧化物的活性,可以干扰围绕您口中发现的细菌的保护基质。 迄今为止,这种新型战略已经在啮齿动物模型上进行了测试,并且已经显示蛀牙显着减少。 该团队希望很快将这些知识应用于治疗人类口腔疾病。 他们建议可能将含有过氧化物的催化纳米粒子包含在商业牙膏和漱口水产品中,作为抗龋齿新策略。

资料来源:

David F,Levingstone T,O'Brien F等人。 使用胶原蛋白 - 羟基磷灰石支架植入治疗大型多发性下颌动脉瘤性骨囊肿的良好骨质愈合。 Journal of Tissue Engineering&Regenerative Medicine [serial online]。 2015年10月; 9(10):1193。

高,刘,辜,et et 纳米催化剂促进变形链球菌生物膜基质降解并增强细菌杀灭以抑制体内龋齿。 生物材料[串联在线]。 2016年5月29日; 101:272-284。

Hariya T,Tanaka Y,Yokokura S,Nakazawa T.用于角膜移植的透明弹性人羊膜层压板。 生物材料,[在线串行]。 9月1,2016; 101:76-85。

Kaur G,Willsmore T,Evdokiou A等人, 带有纳米管阵列的钛丝植入物:局部癌症治疗的研究模型。 生物材料[串联在线]。 2016年9月1日; 101:176-188。

Meller D,Pauklin M,Thomasen H,Westekemper H,Steuhl KP。 羊膜移植在人眼中的应用。 DeutschesÄrzteblattInternational。 2011; 108(14):243-248。 DOI:10.3238 / arztebl.2011.0243。

Stack J,Levingstone T,David F等人。 在马运动员中使用新型多层组织工程构建体修复大骨软骨炎剥离损伤。 组织工程与再生医学杂志[连载在线]。 2016年5月20日; 可从MEDLINE,Ipswich,MA获得。 2016年6月11日访问。

王,丁X谷,等 作为协同抗菌剂的抗生素负载的银核嵌入介孔二氧化硅纳米载体用于治疗耐药性感染。 生物材料[串联在线]。 2016年6月2日; 101:207-216。