Biomaterial menjadi bahagian penting dalam banyak prosedur terapi dan diagnostik, dan penyelidikan dalam bidang ini berkembang pesat. Antara kawasan yang paling menarik adalah ortopedik , oftalmologi , rawatan kanser dan penjagaan pergigian.
Bahan biologi adalah bahan yang telah dirancang untuk mengambil bentuk yang digunakan untuk mengarahkan prosedur terapi atau diagnostik .
Walaupun banyak kajian mengenai biomaterial dilakukan pada model haiwan atau in-vitro pada masa ini, saintis meramalkan bahawa penemuan akan digunakan dalam ujian manusia.
Oftalmologi dan BioMaterials
Membran amniotik (AM) telah digunakan dalam pembedahan rekonstruktif mata selama bertahun-tahun. Baru-baru ini, teknik baru telah dicadangkan untuk menggantikan kornea dengan lebih cekap. Pembedahan ini sering dilakukan apabila terdapat kecederaan kekal pada mata yang disebabkan oleh penyakit atau luka bakar kimia.
AM diperolehi dari lapisan paling dalam plasenta dan mempunyai sifat anti-radang dan anti-parut, yang menjadikannya pengganti membran yang baik. Walau bagaimanapun, tisu AM secara semula jadi nipis dan mendung, yang boleh menjejaskan penglihatan seseorang. Para saintis kini sedang meneliti cara untuk menguatkan dan mengoptimalkan optik AM dengan mencipta lamina tisu. Mereka percaya bahawa penemuan mereka akan membantu AM dalam cara yang lebih baik memohon bahan dalam pembedahan rekonstruktif mata manusia.
Biomaterial untuk Diagnostik dan Rawatan Kanser yang Lebih Baik
Terdapat banyak kemajuan menggunakan biomaterial yang berbeza dalam merawat kanser. Ini termasuk menggunakan bahan asal untuk menentukan diagnosis dan prognosis kanser yang berbeza, serta menggunakannya untuk menyampaikan dadah anti-kanser dengan cara yang lebih berkesan.
Terapi yang mensasarkan tumor secara langsung telah diiktiraf sebagai cara yang lebih baik untuk mengubati kanser. Mereka mampu menyampaikan pukulan yang lebih besar ke sel kanser dan menyebabkan kesan sampingan yang lebih sedikit.
Untuk tujuan terapi kanser setempat, para penyelidik dari University of Adelaide, Australia, merancang dan merekayasa implan berasaskan wayar titanium 3D dengan tatasus nanotube titania yang boleh dimuatkan dengan ubat kanser dan berfungsi sebagai peranti penghantaran ubat. Kajian mereka menunjukkan bahawa apabila terapi kanser disampaikan dengan implan baru, sel kanser payudara menjadi kurang berkemungkinan untuk bertahan. Dalam tempoh penyelidikan mereka, tiga hari selepas pemasukan implan, sel-sel tumor mula merosot. Para penyelidik juga menekankan bahawa pendekatan chemotherapeutic baru ini dapat disesuaikan dengan jenis kanser yang lain pada masa akan datang.
Menyampaikan dadah ke tapak lesi yang tepat adalah pendekatan yang juga diuji di bidang perubatan lain. Sebagai contoh, jangkitan bakteria yang tahan dadah, yang telah menjadi masalah yang semakin meningkat kerana penggunaan berlebihan antibiotik, boleh dirawat menggunakan kemajuan terkini dalam biomaterial. Kenderaan nano mesoporous nano bersalut perak telah digunakan pada model tikus untuk menghantar antibiotik ke kawasan jangkitan yang tahan.
Dalam penyelidikan haiwan, nanoplatforms telah terbukti sangat berkesan untuk membunuh bakteria, secara serentak menggunakan kedua-dua agen perak dan antibiotik.
Kejuruteraan Tisu Cartilage
Dr Tanya Levingstone dari Royal College of Surgeons di Ireland (RCSI) sedang meneroka bidang penyelidikan biomaterial yang lain. Levingstone adalah sebahagian daripada Kumpulan Penyelidikan Kejuruteraan Tulang dan Tisu. Kumpulan ini telah membuat beberapa kemajuan penting dalam merekabentuk bahan yang dapat membantu meregenerasi sendi rosak. Pasukan penyelidikan bergabung dengan pusat penyelidikan AMBER ( Advanced Materials and BioEngineering Research) dan mengembangkan perancah berpori multi-lapis 3D yang terdiri daripada kolagen, hydroxyapatite dan asid hyaluronik.
Semua bahan ini ada dalam sendi yang sihat dan mempunyai potensi untuk mengarahkan sel-sel badan secara aktif untuk membaiki sendi yang rosak.
Dalam kajian terbaru mereka, para penyelidik Ireland menguji kompaun itu pada kenyataanya berumur 15 bulan. Kuda itu mengalami penyakit degeneratif kedua-dua sendi lututnya yang dikenali sebagai osteochondritis dissecans. Sesetengah kes keadaan ini boleh menjadi sangat teruk pada haiwan yang perlu disenyapkan. Setelah menjalani prosedur arthroscopic rutin yang mengeluarkan serpihan lutut yang tidak stabil, perancah berbilang lapis telah ditanam ke dalam sendi kuda. Akibatnya, tulang dan rawan baru terbentuk, seperti yang didedahkan oleh penyiasatan lima bulan selepas prosedur awal. Kuda muda dengan prospek suram sebelum ini kini kembali ke latihan untuk menunjukkan acara melompat.
Bahan ini telah dipatenkan dan kini dikenali sebagai ChondroColl. Ia adalah produk kedua dalam bidang pertumbuhan semula tulang. Sebelum ini, mereka merekayasa dan menguji perancah semula tulang yang dikenali sebagai HydoxyCall, yang telah diluluskan CE dan telah dibawa ke pasaran oleh syarikat permulaan dari RCSI, yang dikenali sebagai SugarColl Technologies. ChondroColl kini sedang menunggu kelulusan kawal selia, dan kajian pertama pada manusia dengan kecacatan osteochondral dijangka dimulakan dalam masa terdekat.
Menindas Kerosakan Gigi
Para penyelidik dari University of Pennsylvania mencari cara yang lebih baik untuk mengeluarkan plak gigi yang kadang-kadang dapat menyebabkan kerosakan gigi. Mereka merangka nanopartikel pemangkin dengan aktiviti seperti peroksida yang boleh mengganggu matriks pelindung yang mengelilingi bakteria yang terdapat di mulut anda. Strategi novel ini sejauh ini telah diuji pada model tikus dan telah menunjukkan penurunan yang ketara dalam kerosakan gigi. Pasukan berharap dapat menggunakan pengetahuan ini dengan segera untuk merawat penyakit lisan manusia. Mereka mencadangkan mungkin termasuk nanopartikel pemangkin dengan peroksida dalam ubat gigi komersil dan produk pencuci mulut sebagai strategi antipelanya yang baru dalam memerangi kerosakan gigi.
Sumber:
David F, Levingstone T, O'Brien F, et al. Penyembuhan tulang yang dipertingkatkan menggunakan implantasi kolagen-hydroxyapatite dalam rawatan sista tulang aneurysmal mandibular multiloculated yang besar di dalam kepingan tulen. Jurnal Kejuruteraan Tisu & Perubatan Regeneratif [dalam talian bersiri]. Oktober 2015; 9 (10): 1193.
Gao L, Liu Y, Koo H, et al. Nanokatalysts mempromosikan degradasi matriks Streptococcus mutans biofilm dan meningkatkan pembunuhan bakteria untuk menindih karies gigi dalam vivo. Biomaterials [dalam talian bersiri]. 29 Mei 2016; 101: 272-284.
Hariya T, Tanaka Y, Yokokura S, Nakazawa T. Transparent, laminates membran amniotik manusia yang kental untuk pemindahan kornea. Biomaterial, [dalam talian bersiri]. September 1.2016; 101: 76-85.
Kaur G, Willsmore T, Evdokiou A, et al. Implan wayar titanium dengan array nanotube: Satu model kajian untuk rawatan kanser setempat. Biomaterials [dalam talian bersiri]. 1 September 2016; 101: 176-188.
Meller D, Pauklin M, Thomasen H, Westekemper H, Steuhl KP. Transplantasi Membran Amniotik di Mata Manusia. Deutsches Ärzteblatt International. 2011; 108 (14): 243-248. doi: 10.3238 / arztebl.2011.0243.
Stack J, Levingstone T, David F, et al. Pembaikan luka dissecans osteochondritis besar menggunakan tisu berbilang novel yang direka bentuk dalam atlet kuda. Jurnal Kejuruteraan Tisu Dan Perubatan Regeneratif [bersiri dalam talian]. 20 Mei 2016; Boleh didapati dari MEDLINE, Ipswich, MA. Diakses pada 11 Jun 2016.
Wang Y, Ding X, Gu H, et al. Nano mesoporous silica-loaded, silver-embedded silicon perak sebagai agen antibakteria sinergistik untuk rawatan jangkitan tahan dadah. Biomaterials [dalam talian bersiri]. 2 Jun 2016; 101: 207-216.