Zastosowanie biomateriałów w medycynie

Biomateriały zyskują coraz większą popularność, szczególnie w chorobach ośrodkowego układu nerwowego. Spowodowane jest to m.in. ograniczoną skutecznością lewodopy, stosowanej w leczeniu choroby Parkinsona, a także rozwojem poważnych działań niepożądanych po przyjęciu tego leku. Szeroki dostęp biomateriałów pozwala na ich wykorzystanie w wielu schorzeniach. W medycynie zastosowanie znalazły zarówno materiały naturalne, jak i syntetyczne. Jedną z takich grup są materiały kolagenowe. Cechują się one dużą stabilnością mechaniczną, co czyni je niezwykle atrakcyjnymi biomateriałami. Zostały zatwierdzone do użytku w transporcie leków, leczeniu oparzeń oraz stomatologii. Wykazują też potencjał w zakresie poprawy przeżywalności neuronów dopaminergicznych, dlatego próbuje się je wykorzystać w chorobie Parkinsona.

W odniesieniu do OUN najbardziej obiecujące wydają się hydrożele. Ich główną zaletą jest fakt, że struktura usieciowienia pozwala na zmianę właściwości fizycznych w zależności od potrzeb. Ponadto, ich biodegradowalna postać zapewnia ostateczne usunięcie z organizmu. Pojawiające się dane pokazują, że wstrzyknięcie hydrożelowych biomateriałów może poprawić przeżywalność neuronów. Jednak, aby rusztowanie biomateriałowe było skuteczne, musi zostać spełnionych kilka warunków, m.in. tkanka embrionalna musi być poddana specjalnej obróbce, dzięki czemu nie ulegnie zniszczeniu. Dostarczenie komórek w macierzy biomateriałowej może zapewnić im odpowiednią przeżywalność. Trwają także badania nad wykorzystaniem hydrożelu na bazie kwasu hialuronowego (HA). W metodzie tej neurony dopaminergiczne zostały umieszczone w zoptymalizowanej formie biomateriału 3D. Zwiększona żywotność komórek ułatwia wprowadzenie obiecujących terapii do fazy badań klinicznych.

Z czego składa się nowy materiał?

Opracowany niedawno innowacyjny hydrożel wykonany jest z naturalnie występujących aminokwasów. Umieszczono w nim komórki macierzyste, które następnie transportowane są do mózgu chorego. Uwolnienie białka stymulującego wzrost komórek (GDNF) pozwala na odbudowę uszkodzonej tkanki. – Po wejściu do mózgu żel powraca do swojej stałej postaci i zapewnia wsparcie dla komórek macierzystych, aby zastąpić utracone neurony dopaminy – twierdzi prof. David Nisbet z ANU John Curtin School of Medical Research (JCSMR). Przeszczep komórek macierzystych pozwala także uniknąć wielu działań niepożądanych związanych ze stosowaniem tradycyjnych metod leczenia.

Skuteczność nowego materiału potwierdzają badania kliniczne, które dowiodły, że przeszczepienie neuronów dopaminergicznych pacjentom z chorobą Parkinsona może przywracać funkcje motoryczne. Terapie wykorzystujące nową technologię transportu komórek napawają optymizmem. Co więcej, jest ona stosunkowo tania i łatwa w produkcji. – Mamy nadzieję, że będzie dostępna do użytku w niedalekiej przyszłości – mówi prof. Clare Parish, naukowiec pracujący nad nowym biomateriałem. Terapie regeneracyjne wykorzystujące komórki macierzyste są coraz częściej stosowane w medycynie. Jednak, aby zwiększyć ich skuteczność terapeutyczną, niezbędne jest użycie odpowiednich technologii.