Forskere fra IOCB Prag og deres kolleger fra Gent Universitet i Belgien har arbejdet på at forbedre egenskaberne af gelatinebaserede materialer og derved udvide mulighederne for deres anvendelse hovedsageligt inden for medicin. I et papir offentliggjort i ACS Applied Engineering Materials , har de præsenteret 3D-printbare materialer, der nemt kan overvåges ved hjælp af en røntgenmaskine eller gennem computertomografi (CT).
Gelatinebaserede materialer har været et varmt emne for forskning i de sidste 10 år, fordi de er ligetil at producere, ikke-toksiske, billige, biologisk nedbrydelige og - vigtigst af alt - fordi de fremmer cellevækst. Af denne grund bruges de i første række til plastik og rekonstruktiv kirurgi.
Efter at en kirurg har placeret et implantat lavet af sådant materiale i et sår, nedbryder kroppen det gradvist og erstatter det med sit eget væv. Disse stoffer fremskynder således sårheling og muliggør endda omstøbning af væv, for eksempel ved brystrekonstruktion efter mastektomi. Derudover kan materialerne bruges til 3D-print af implantater skræddersyet til individuelle patienter.
Hidtil har der dog været én stor hindring at tackle, nemlig at det har været meget svært at spore nedbrydningen af disse materialer i kroppen ved hjælp af konventionelle billeddannelsesmetoder. Og netop denne forhindring er en, som forskere fra IOCB Prag arbejder på at overvinde. Et røntgenfast (dvs. røntgenkontrast) middel, der for nylig er tilsat materialerne, gør det muligt at spore, hvor hurtigt implantater krymper over tid, og om de er intakte eller beskadigede.
En person bag denne forskning ved IOCB Prag er Ondřej Groborz fra forskerholdet i Tomáš Slanina (Photoredox kemigruppe). Han forklarer, "En hel række akademiske artikler er ved at blive skrevet om dette emne. Den første af dem introducerer et gelatinebaseret materiale, der kan overvåges ved hjælp af magnetisk resonansbilleddannelse. I vores anden artikel, for nylig offentliggjort i Applied Engineering Materials , giver vi materialerne røntgen- og CT-detekterbarhed."
På grund af denne forbedring kan forskere overvåge disse implantater over tid og observere deres biologiske nedbrydning og opdage mulige mekaniske fejl. Disse data er særligt nyttige i klinisk praksis. Baseret på de opnåede data kan den biologiske nedbrydning af implantater skræddersyes til at opfylde specifikke kliniske krav. Dette skyldes, at væv i den menneskelige krop vokser med forskellige hastigheder, som implantatets egenskaber skal tilpasses til. Målet er at få disse implantater til at nedbrydes biologisk i samme hastighed, som sundt væv vokser.
Ondřej Groborz samarbejder om denne forskning med Polymer Chemistry &Biomaterials Group (PBM) ved Gent Universitet. Desuden har samarbejdet mellem IOCB Prag og Gent Universitet potentiale til at transcendere ind i den kommercielle verden. De to forskningsinstitutioner har allerede indsendt en fælles patentansøgning vedrørende brugen af de beskrevne materialer i plastik og rekonstruktiv kirurgi.
Flere oplysninger: Groborz, O., Kolouchová, K., Parmentier, L., Szabó, A., Durme, B. V., Dunlop, D., Slanina, T., Vlierberghe, S. V. (under tryk). Fotoprintbare radiopake hydrogeler til regenerativ medicin. ACS Applied Engineering Materials 2024. doi.org/10.1021/acsaenm.3c00533
Leveret af Institute of Organic Chemistry and Biochemistry i CAS
Sidste artikelUdforskning af effekten af ringlukning på fluorescens af supramolekylære polymerer
Næste artikelTermotekniske skabeloner til højt bestilte selvsamlede materialer