Reklama

Naukowcy pracują na odtwarzaniem tkanki kostnej przy pomocy nanowłókien

Nanowłókno, które umożliwi odtwarzanie tkanki kostnej, opracowuje dr inż. Urszula Stachewicz z Międzynarodowego Centrum Mikroskopii Elektronowej Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.

Aktualizacja: 23.11.2016 16:29 Publikacja: 23.11.2016 16:14

W przyszłości nanowłókna będzie można wykorzystać w leczeniu ubytków kości.

W przyszłości nanowłókna będzie można wykorzystać w leczeniu ubytków kości.

Foto: 123RF

Jego grubość wynosi poniżej jednego mikrona czyli od kilkudziesięciu do kilkuset nanometrów. Wykonane jest z polimerów — cząsteczek, które można porównać do sznura z milionem pereł. Powierzchnia takich nanowłóknistych materiałów jest bardzo duża w stosunku do ich masy czy objętości. Nanowłókna używane są w medycynie mniej więcej od dekady, m.in. jako składnik opatrunków i bandaży, a nawet jedna z warstw sztucznych naczyń krwionośnych.

W przyszłości nanowłókna będzie można wykorzystać w leczeniu ubytków kości. I choć na razie brzmi to jak fantazja — to badania, które prowadzi dr Stachewicz, prowadzą właśnie do tego celu.

Wykonanie nanowłókien nie stanowi dziś większego problemu; są one produkowane masowo (wykorzystuje się je np. do tworzenia elementów filtrów powietrza). Nanowłókna produkowane są w procesie elektroprzędzenia, w ramach którego do roztworu polimeru przykładane jest wysokie napięcie elektryczne.

Dzięki badaniom właściwości różnych nanowłókien dr inż. Stachewicz wypracowała receptę na takie, które sprawdzą się do namnażania komórek tkanki kostnej. Sekret tkwi nie w składzie chemicznym włókna, ale jego architekturze.

Komórki lubią rosnąć na opracowanych przez nas włóknistych matach, bo przypominają im one naturalne środowisko w postaci macierzy pozakomórkowej — są bardzo porowate, trójwymiarowe. Komórki łatwo się do takich powierzchni przyczepiają i na nich namnażają. Komórki rosną na rusztowaniu z nanowłókien i wokół niego. Osiadając tam, tworzą wypustki, które pomagają im się ustabilizować i wniknąć w strukturę polimeru.

Reklama
Reklama

Dzięki wykonaniu trójwymiarowych wizualizacji, można obserwować, w jaki sposób komórki integrują się z tworzywem sztucznym, z rusztowaniem. Użycie typowych mikroskopów świetlnych do takich obserwacji na wiele by się nie zdało, dlatego naukowcy stosują mikroskopię trójwymiarową — połączenie mikroskopu skaningowego z działem jonowym. Dr Stachewicz i jej zespół sprawdzą, czy zastosowanie ładunków elektrycznych na powierzchni nanowłókien zwiększy efekt procesu wrastanie i namnażania komórek na rusztowaniach.

Mówiąc o zastosowaniach technologii w medycynie badaczka zwraca uwagę na zmniejszone ryzyko odrzucenia implantu, który składa się z namnożonych, własnych komórek pacjenta, pobieranych w trakcie rutynowej procedury. Leczenie ubytku kości z wykorzystaniem nanowłókien nie wymaga usuwania włókna z organizmu pacjenta, gdyż ulega ono samoczynnemu rozkładowi.

Na wdrożenie tej technologii potrzeba około dziesięciu lat. Długotrwały i bardzo kosztowny jest przede wszystkim proces badań klinicznych.

—pap, Nauka w Polsce

Nauka
Jak bardzo prawdopodobna jest śmierć na skutek uderzenia asteroidy w Ziemię? Nowe badanie
Nauka
Co tak naprawdę wydarzyło się niemal 13 tys. lat temu? Naukowcy zbadali kontrowersyjną teorię
Nauka
Dlaczego homo sapiens przetrwał, a neandertalczycy nie? Wyniki nowych badań
Nauka
Nowa metoda walki z kłusownictwem. Nosorożcom wstrzyknięto radioaktywne izotopy
Patronat Rzeczpospolitej
Future Frombork Festival. Kosmiczne wizje naukowców i artystów
Materiał Promocyjny
Firmy coraz częściej stawiają na prestiż
Reklama
Reklama