Tytan, chemia i implanty

Metal jak gąbka. Udało się stworzyć materiał współpracujący z ludzkimi tkankami. Umożliwia on integrację protez z organizmem

Aktualizacja: 29.01.2009 23:45 Publikacja: 29.01.2009 18:58

Kira Mason, która padła ofiarą zamachu terrorystyczneg o w Londynie, otrzymała pionierską protezę rę

Kira Mason, która padła ofiarą zamachu terrorystyczneg o w Londynie, otrzymała pionierską protezę ręki. Operacji dokonano w Royal Free Hospital. Lekarze połączyli tkanki z metalem protezy. Metoda opracowana w Montrealu ogromnie ułatwi dokonywanie tego rodzaju zabiegów

Foto: The Times/Bulls

Rewelacyjna metoda pozwalająca uzyskiwać powierzchnie metalowe o niezwykłych właściwościach została opracowana i sprawdzona w Kanadzie. Nowe powierzchnie sprzyjają mnożeniu się i rozwojowi komórek w ludzkim organizmie.

Osiągnięcie to jest dziełem zespołu Uniwersytetu McGill w Montrealu. Kierował nim prof. Antonio Nanci. W pracach brali udział również naukowcy z brazylijskiego Uniwersytetu w Sao Paulo. Artykuł o odkryciu zamieszcza pismo "Nano Letters".

Opracowanie futurystycznej metody stało się możliwe dzięki intensywnemu rozwojowi w ostatnich latach nanotechnologii. Zespół prof. Nanci (kieruje on Wydziałem Stomatologii Uniwersytetu McGill) wykorzystał komponenty chemiczne do zmodyfikowania powierzchni tytanu – metalu wykorzystywanego w biomedycynie. Tytanowa powierzchnia pod wpływem różnych substancji chemicznych – między innymi kwasów i utleniaczy – przekształca swoją strukturę, powstają na niej mikropory, dzięki czemu staje się podobna do gąbki.

Istotną cechą nowej technologii jest sposób, w jaki udaje się oddziaływać chemicznie na powierzchnię metalu. Wystarczą niewielkie modyfikacje w zestawie czynników, które działają na powierzchnię metalu, aby powstawały na niej różne "wzory", "schematy", w zależności od tego, z jaką tkanką organizmu będzie współpracowała ta powierzchnia.

Odpowiednio przekształcona powierzchnia tytanu bezpośrednio stymuluje komórki, i to jednocześnie w dwóch kierunkach: sprzyja wzrostowi komórek pożądanych i hamuje wzrost szkodliwych.

W trakcie eksperymentów okazało się również, że w zetknięciu z nową powierzchnią rośnie aktywność genów powodujących wzrost i przyleganie do niej potrzebnych tkanek.

[srodtytul]Bez skutków ubocznych[/srodtytul]

Dzięki temu możliwe jest zrezygnowanie ze stosowania lekarstw ułatwiających wtapianie się implantu czy endoprotezy w organizm. W rezultacie możliwe jest unikanie niepożądanych efektów ubocznych wywoływanych niekiedy lekami stymulującymi wzrost komórek.

– Działając na powierzchnię tytanu różnymi substancjami, zmieniliśmy jej właściwości, można ją teraz nazwać powierzchnią inteligentną. Wchodzi ona w reakcję z komórkami, pomaga kontrolować procesy biologiczne – wyjaśnia prof. Nanci.

Dzięki nowej metodzie, można będzie stosować różne implanty na bardzo szeroką skalę. Metoda sprawi także, że implanty będą bez przeszkód akceptowane przez organizm. W znaczący sposób zwiększy się zasięg stosowania implantów ortopedycznych, stomatologicznych, a nawet w układzie krążenia.

Niekontrolowane mnożenie się komórek wokół implantu jest niepożądane. Na przykład gdy stosowane są endoprotezy naczyniowe, ważne jest ograniczenie wzrostu niektórych komórek, by nie tamować przepływu krwi.

W przypadku implantów stomatologicznych obrastające je komórki mogą formować coś w rodzaju niepożądanej kapsuły, która powoduje, że implant nie przyjmuje się. Eksperymenty przeprowadzone w Montrealu wykazały, że nowa powierzchnia redukuje tego rodzaju niebezpieczeństwa, zapobiega wzrostowi niepotrzebnych komórek.

[srodtytul]Człowiek przyszłości[/srodtytul]

– Nasze badania są rewolucyjne. Za pomocą zabiegów chemicznych zmieniamy metal, który już jest stosowany w salach operacyjnych – powiedział prof. Antonio Nanci.

W ten sposób przybliżają się czasy, gdy amerykański serial sprzed 30 lat "The Six Million Dollar Man" przestanie być fikcją. Nadczłowiek rodem z Hollywood wyposażony był w wiele elementów metalowych, które wybitnie podnosiły jego sprawność i możliwości.

[ramka][b]Wielka poprawa niewielkim kosztem[/b]

Nowa technologia znajdzie zastosowanie szczególnie w takich przypadkach jak operacja przeprowadzona w ubiegłym roku w warszawskim Instytucie Matki i Dziecka. 14-letniemu chłopcu wszczepiono endoprotezę rosnącą. Implant otrzymał Michał z Wrocławia, który choruje na raka kości. Lekarze najpierw usunęli guz, a potem wszczepili tytanowe rurki, które zastąpią kość. Nowością w tym zabiegu jest umieszczenie w endoprotezie specjalnego teleskopu z silnikami. Działa on jak magnes. Specjalnym sterownikiem, na który reaguje silnik znajdujący się w protezie, lekarze będą mogli bez dodatkowych zabiegów wydłużać endoprotezę. Jednorazowo można wydłużyć implant maksymalnie o 2 centymetry. Tytanowa rurka protezy ma ceramiczną powłokę, która zabezpiecza przed alergiami. Gdyby zastosować tytanową rurkę, której powierzchnia byłaby przygotowana metodą opracowaną w Montrealu, nie byłaby potrzebna ceramiczna powłoka osłaniająca. Szef zespołu operacyjnego profesor Wojciech Woźniak zapewnia, że dzięki zastosowaniu tej techniki pacjent będzie swobodnie chodził i uniknie bolesnych zabiegów. Endoprotezę wydłużającą wyprodukowano w Niemczech. Po raz pierwszy zastosowano ją dwa lata temu. Do tej pory kilkunastu chorym wszczepiono taki implant. Kosztuje on około 20 tysięcy euro. Zdaniem prof. Antonio Ricciego z Uniwersytetu McGill w Montrealu zastosowanie nowej technologii zwiększyłoby koszty tego rodzaju operacji w minimalnym stopniu, jednocześnie brak powikłań przyczyniłby się do dużo częstszego stosowania takich protez. [/ramka]

Nauka
W organizmach delfinów znaleziono uzależniający fentanyl
https://track.adform.net/adfserve/?bn=77855207;1x1inv=1;srctype=3;gdpr=${gdpr};gdpr_consent=${gdpr_consent_50};ord=[timestamp]
Nauka
Orki kontra „największa ryba świata”. Naukowcy ujawniają zabójczą taktykę polowania
Nauka
Radar NASA wychwycił „opuszczone miasto” na Grenlandii. Jego istnienie zagraża środowisku
Nauka
Jak picie kawy wpływa na jelita? Nowe wyniki badań
Materiał Promocyjny
Bank Pekao wchodzi w świat gamingu ze swoją planszą w Fortnite
Nauka
Północny biegun magnetyczny zmierza w kierunku Rosji. Wpływa na nawigację