Bioanyagok: mik ezek, típusai és jellemzői

Az emberek (és a legtöbb állat) képesek begyógyítani a sebeket és sérüléseket. Normális esetben az epidermisz mechanikai folyamatokkal történő megnyílása egy orvosilag előre látható gyógyulási mechanizmust követ: vérrögképződés, gyulladás, sejtszaporodást és az új törzsek differenciálódását, hogy a szövetet a lehető legnagyobb mértékben átalakítsuk és eredeti állapotába visszaállítsuk. lehetséges.

Mindenesetre nem csak az epidermisz javítódik. A csontszövet konszolidációja és a myocita szatellitsejtek mobilizálása (csontban és izomban), példák más fiziológiai mechanizmusokra, amelyek megpróbálják meggyógyítani a mikrokönnyeket és töréseket a készülékünkben mozgásszervi.

Például, ha egy csontban törik, a sejttestek (oszteociták, oszteoblasztok, oszteoklasztok és sejtek) oszteoprogenitorok) kiválasztják és átalakítják a csontmátrixot annak érdekében, hogy a csont visszanyerje normál alakját a mollban lehetséges idő. Jellemzően 6-8 héten belül jelentős javulás látható.

Sajnos nem minden szövet gyógyul jól, és némelyikben teljesen hiányzik a tökéletes regenerációs képesség, például a szívből vagy más szervekből. Megkérdőjelezni az emberi fiziológiai képességek korlátait, és potenciálisan életek millióit menteni,

a bioanyagok korunkba jönnek. Tudjon meg mindent róluk, mert az orvostudomány jövője a legkevésbé ígéretes.

• Kapcsolódó cikk: "Az emberi test fő sejttípusai"

Mik azok a bioanyagok?

A bioanyag orvosi szempontból az bármely természetes vagy szintetikus anyag, amelyet élő szövetbe kívánnak bevinni, különösen sebészeti elem vagy implantátum részeként. Fiziológiai szinten ezek az anyagok egyedülálló tulajdonságokkal rendelkeznek a többihez képest, hiszen képesek azonnal érintkezzen élő szövettel anélkül, hogy negatív immunválaszt okozna beteg.

Ezenkívül meg kell jegyezni, hogy a bioanyagok funkciójukat nem a farmakológiai anyagok elkülönítésével töltik be, és nem függenek a szervezet általi metabolizmustól a kívánt hatás elérése érdekében (egyébként gyógyszerekről beszélnénk). Pusztán funkcionalitásuk és varázslatuk abban rejlik, hogy a megfelelő helyen vannak (és alkalmazkodnak), mivel ideális esetben minden olyan kemény vagy lágy szövetet helyettesítenek, amely valamilyen sérülést szenvedett. Jellemző alkalmazásuk mellett egyre gyakrabban alkalmazzák diagnosztikai módszerként és egyéb klinikai eseményként is.

A bioanyagok első generációja körülbelül 1940-ben fogant meg, a hasznosság és a funkció csúcspontja az 1960-as és 1970-es években volt. Az orvosi ismeretek és anyagok finomításával a képességek Ezen elemek közül az idők során javultak, így a második és harmadik vegyület képződik generáció. Ideális tulajdonságai közül néhány a következő:

• Megfelelő mechanikai tulajdonságok: nagyon merev bioanyagot nem lehet bevinni laza természetes szövetbe, mivel annak megfelelő működése akadályozva lenne.
• Korrózióállóság vizes közegben: az emberi test 60%-a víz. Ezért elengedhetetlen, hogy a bioanyag ellenálljon a vízterhelésnek.
• Nem ösztönözhet helyi toxicitást vagy karcinogén eseményeket a szövetben, amelybe helyezik.
• A második generációtól kezdve arra törekedtek, hogy az anyagok bioaktívak is legyenek. Ezeknek olyan élettani választ kell kiváltaniuk, amely támogatja a bioanyag működését és teljesítményét.
• A keresett új jellemzők közül egy másik, hogy az anyagok egy része újra felszívódni tudott. Ez azt jelenti, hogy idővel eltűnnek vagy drasztikusan megváltoznak, és a szervezet metabolizálhatja őket.
• Végül, ma várható, hogy egyesek sejtszinten specifikus válaszokat stimulálnak.

Ahogy el tudod képzelni, a bioanyag ideális tulajdonságai teljes mértékben a funkcionalitástól függenek. Például egy sebész azt akarja, hogy a szalagsérülések esetén a graft rögzítésére felhelyezett csavar idővel újra felszívódjon, így a páciensnek nem kell újra beavatkoznia. Másrészt, ha a bioanyag helyettesít egy létfontosságú struktúrát, akkor az az elképzelés, hogy állandó és ellenáll a test ökoszisztéma minden elemének.

Kívül, egyes bioanyagok sejtszempontból érdekesek, mivel fejleszthetik növekedésüket és differenciálódásukat. Például néhány harmadik generációs bioaktív kristályt úgy terveztek, hogy aktiváljanak bizonyos géneket a sérült szövetsejtekben, hogy elősegítsék a gyors regenerációt. Úgy tűnik, mint egy technológiát, amely egy disztópikus jövőből származik, de ez ma valóság.

A bioanyagok típusai

Hogy a fentiek ne maradjanak éteri fogalmak sorozatában, bemutatjuk Önnek a bioanyagok hasznosságának bizonyítékát. Nem tudjuk mindegyiket lefedni (mivel a lista nagyon hosszú), de a legérdekesebbeket azért összegyűjtjük. Ne hagyd ki.

1. Kalcium-foszfát kerámia

A porózus kalcium-foszfát kerámia bizonyos csonton belüli hibák kijavítására használható, mivel azok nem mérgezőek, biológiailag kompatibilisek a szervezettel és nem változtatják meg jelentősen a vér kalcium és foszfor szintjét. Mindenesetre, mivel a biokerámiák kiemelkedően kemények és nagyon lassan bomlanak le, általában szükség van biológiailag lebomló polimerekkel való kombinálásra a jobb eredmények elérése érdekében.

Az ilyen típusú implantátumokat például törések esetén a csontok felépülésének elősegítésére használják. Különös tényként megfigyelték, hogy ezeknek a bioanyagoknak a mezenchimális őssejtekkel való átitatása elősegítheti bizonyos állatoknál a gyorsabb és jobb szövetregenerációt. Mint látható, a bioanyag nem csupán ásvány vagy vegyület, hanem szerves és szervetlen elemek keveréke, amelyek megpróbálják megtalálni a tökéletes egyensúlyt a funkcionalitás eléréséhez.

2. bioaktív kristályok

A bioaktív kristályok ideálisak bizonyos csontszintű regenerációs folyamatokhoz is, hiszen lebomlási sebességük szabályozható, bizonyos oszteogén potenciállal rendelkező ionos anyagokat választanak ki, és megfelelőbb affinitásúak a csontszövettel. Például számos tanulmány kimutatta, hogy egyes bioaktív kristályok elősegítik a oszteoblasztok, csontszöveti sejtek, amelyek intercelluláris mátrixot választanak ki, amelyek a csont szilárdságát és funkcionalitás.

• Érdekelheti: "A pszichológia 12 ága (vagy területe)"

3. Felszívódó bikortikális csavarok

A politejsav és poliglikolsav alapú felszívódó lemezek és csavarok mindennaposak, hiszen egyre gyakrabban cserélik ki a kemény titán elemeket, amelyek sok problémát hoztak a hegesztési sérüléseknél.

Például a poliglikolát egy erős, nem merev anyag, amely nem kopik, és jó biztonságot nyújt a varrás során. Ezek az anyagok messze felülmúlják a titánt, mivel sokkal kevésbé okoznak kényelmetlenséget a betegeknek, olcsóbbak és nem igényelnek sebészeti eltávolítást.

4. bioanyag tapaszok

Eddig említettük a csontregenerációra használt bioanyagokat, de alkalmazzák a lágy szövetekben is. Például az Országos Orvosbiológiai Képalkotó és Biomérnöki Intézet barna algákon alapuló alginát foltokat fejleszt. terápiás tömítőanyagok traumából, műtétből vagy olyan állapotokból származó tüdőbeszűrődések kezelésére, mint a tüdőgyulladás és cisztás fibrózis.

Ezeknek a technológiáknak az eredményei ígéretesek, mivel úgy tűnik, hogy az alginát tapaszok jól reagálnak a tüdő által kifejtett nyomásokhoz hasonló nyomást gyakorolnak, és elősegítik a szövetek regenerálódását ezekben a szervekben, amelyek számára annyira nélkülözhetetlenek élet.

5. Hidrogél „kötés” égési sérülésekre

A súlyos égési sérüléseket szenvedők igazi gyötrelmet élnek át, amikor kötszereiket kezelik, ráadásul ezek lassítják az epidermális növekedést és a szövetek regenerálódását. A jelenleg vizsgált hidrogélek használatával ez a problémasorozat eltűnhet.

A hidrogél ideális filmrétegként működne a fertőzés és a környezeti ártalmak által okozott lebomlás megelőzésére a sebben.. Ezenkívül bizonyos ellenőrzött eljárások sebességével feloldódhat, és az ezzel járó mechanikai igénybevétel nélkül kiteheti a léziót. Ez kétségtelenül végtelenül javítaná a súlyos égési sérüléseket szenvedett betegek kórházi tartózkodását.

Összegzés

Minden, amit elmondtunk, nem feltételezéseken és hipotéziseken alapul: ezek közül az anyagok közül sokat már ma is használnak, míg másokat jelenleg is aktívan fejlesztenek.

Amint látja, az orvostudomány jövője enyhén szólva is ígéretes. A bioanyagok felfedezésével és finomításával végtelen lehetőségek nyílnak meg az újraabszorpcióból. csavarok és varratok olyan elemek integrációjához a szövetekben, amelyek elősegítik a gyógyulási mechanizmusok aktiválását saját. Kétségtelen, hogy a valóság az orvostudomány területén furcsább, mint a fikció.

Bibliográfiai hivatkozások:

• Bhat, S. és Kumar, A. (2013). Bioanyagok és biotechnológia a holnap egészségügye. Biomatter, 3(3), e24717.
• Bioanyagok, NIH. március 20-án gyűjtötték össze https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/biomaterials
• Griffith, L. g. (2000). Polimer bioanyagok. Act materialia, 48. (1), 263-277.
• Hubbell, J. NAK NEK. (1995). Bioanyagok a szövettechnológiában. Bio/technology, 13(6), 565-576.
• Navarro, M., Michiardi, A., Castano, O. és Planell, J. NAK NEK. (2008). Bioanyagok az ortopédiában. Journal of the Royal Society interface, 5(27), 1137-1158.
• Park, J. és Lakes, R. S. (2007). Bioanyagok: bevezetés. Springer Science & Business Media.
• Ratner, B. D. és Bryant, S. J. (2004). Bioanyagok: hol voltunk és hová tartunk. Annu. Fordulat. Biomed. Eng., 6, 41-75.