Redakcja Polska

Wynalazek polskich naukowców zastąpi ubytki kości i przyspieszy ich regenerację

02.02.2024 11:17
Naukowcy i studenci Politechniki Gdańskiej pracują nad wstrzykiwalnymi cementami kostnymi, którą wspomagają odbudowę tkanek. Wynalazek, który może znaleźć zastosowanie w ortopedii i chirurgii urazowej, zgłoszono do ochrony patentowej.
zdj. ilustracyjne
zdj. ilustracyjnelenetstan/Shutterstock.com

Jak poinformowało Biuro Prasowe Politechniki Gdańskiej, cementy kostne to biomateriały pełniące rolę samoutwardzalnych substytutów kości. Składają się z proszku i płynu, które po zmieszaniu tworzą pastę, a ta z kolei po zaaplikowaniu do organizmu twardnieje w wyniku specyficznej reakcji chemicznej.

Obecnie w medycynie stosuje się głównie cementy polimerowe (oparte na polimetakrylanie metylu) lub ceramiczne (na bazie fosforanów wapnia), przy czym te oba są mocno niedoskonałe. Te pierwsze nie są bioaktywne, czyli nie mogą wytworzyć stabilnego biopołączenia z tkanką kostną i nie sprzyjają regeneracji. Te drugie mają słabe właściwości mechaniczne i trudno je aplikować. Dlatego młodzi naukowcy z Politechniki Gdańskiej zaczęli pracować nad zupełnie nowymi, alternatywnymi materiałami pozbawionymi wspomnianych ograniczeń.

- Już dziś możemy zaproponować nowe rozwiązania w aspekcie wstrzykiwalnych biokompozytowych cementów kostnych, które opracowaliśmy na bazie fosforanu magnezu i wzbogaciliśmy różnymi hydrożelami - relacjonuje kierownik badań, dr inż. Marcin Wekwejt z Zakładu Technologii Biomateriałów na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa PG. - Nasze cementy wyróżniają się poprawionymi właściwościami użytkowymi i obniżoną kruchością, dzięki czemu posiadają znaczący potencjał do odbudowy kości. Aplikowane w minimalnie inwazyjnych zabiegach chirurgicznych powinny sprostać wymaganiom współczesnej medycyny".

Jak dodaje, projekt jest na zaawansowanym etapie, a obecne prace dotyczą dalszej optymalizacji biofunkcjonalności tworzonych cementów. Naukowcy chcą uzyskać bardziej biomimetyczny - a więc lepiej naśladujący prawdziwą tkankę - materiał o zwiększonej wytrzymałości mechanicznej, pseudoplastyczności oraz właściwościach fizykochemicznych dopasowanych do konkretnych zastosowań medycznych.

Podwójnie wiążący cement

- Podjęliśmy wyzwanie opracowania cementu podwójnie wiążącego, który powstaje w wyniku dwóch "sterowalnych" i zachodzących jednocześnie reakcji utwardzania: ceramicznej (hydratacji) i polimerowej (sieciowania), aby można dodatkowo dostosować tempo utwardzania pod dany zabieg chirurgiczny, dla jeszcze łatwiejszej i bezpieczniejszej aplikacji materiału - wyjaśnia dr Wekwejt. - Dążymy do tego, by nasze cementy w sposób odpowiedni ulegały pełnej biodegradacji po implantacji i wykazywały jak najkorzystniejsze właściwości biologiczne - mówił.

"Oznacza to również - dodaje naukowiec - że materiał, poprzez uwalnianie bioaktywnych jonów, ma wspomagać namnażanie komórek kostnych oraz sprzyjać tworzeniu stabilnego wiązania z organizmem człowieka, przyczyniając się do skutecznej regeneracji kości".

Przygotowywane przez zespół z PG cementy mają znaleźć zastosowanie medyczne. Mogą być wykorzystywane przy złamaniach, osteoporozie, schorzeniach takich, jak np. peri-implantitis (czyli reakcja zapalna okolicznych tkanek na implant) oraz w ubytkach kostnych po resekcji nowotworów.

Studenci w zespole badawczym 

Członkami grupy badawczej, poza zatrudnionymi na Politechnice Gdańskiej naukowcami, są studenci. Opracowywane technologie zgłosili do ochrony patentowej. "Wszczęliśmy już procedury patentowe na trzy proponowane technologie naszych cementów, a efekty pierwszych badań naukowych zostały już opublikowane".

Publikacja pt. "Dual-Setting Bone Cement Based On Magnesium Phosphate Modified with Glycol Methacrylate Designed for Biomedical Applications" ukazała się w czasopiśmie "ACS Applied Materials & Interfaces", a powstała we współpracy z Instytutem Materiałów Funkcjonalnych w Medycynie i Stomatologii Uniwersytetu w Würzburgu. Poświęcona jest zastosowaniu w cemencie fosforanowo-magnezowym komponentu hydrożelowego na bazie poli(HEMA).

- Projekt trwa i z każdym kolejnym etapem przybywa coraz więcej obiecujących wyników. Dzięki temu już teraz przygotowujemy następne wnioski patentowe oraz publikacje naukowe - mówi dr Wekwejt.


PAP/dad

UE zatwierdziła wieloletni plan pomocy dla Ukrainy. Donald Tusk: został przyjęty bezdyskusyjnie

01.02.2024 18:05
- Udało się utrzymać jedność Unii Europejskiej - tak premier Donald Tusk skomentował zakończony szczyt w Brukseli. Zapadła tam jednomyślna decyzja o wsparciu Ukrainy pakietem finansowym wartym 50 miliardów euro. Przywódcom unijnym udało się w tej sprawie przełamać opór Węgier. Węgierskie władze, oskarżane o prowadzenie prorosyjskiej polityki, w przeszłości blokowały wsparcie dla Ukrainy.

Unia wesprze Ukrainę. Zełenski: Europa "pokazała dokładnie taki rodzaj jedności, jaki jest potrzebny"

02.02.2024 09:22
Prezydent Ukrainy Wołodymyr Zełenski powiedział, że wsparcie w wysokości 50 miliardów euro, potwierdzone na szczycie Unii Europejskiej, pozwoli jego krajowi zagwarantować sobie w najbliższej przyszłości większą stabilność. Ukraiński przywódca podkreślił, że bardzo docenia pomoc ze strony innych europejskich państw. Wołodymyr Zełenski dodał, że czteroletnia pomoc daje Ukrainie gwarancje finansowe na stabilność społeczną. Zaznaczył, że Ukraina i "przyjaciele z Unii Europejskej" podjęli wystarczająco aktywne działania na różnych poziomach.

Funkcjonariusz białoruskich służb miał pozwolenie na pobyt na Litwie

02.02.2024 10:57
Były major białoruskiej milicji, który uczestniczył w tłumieniu akcji protestacyjnych na Białorusi, miał pozwolenie na pobyt na Litwie. Aleksander Macijewicz pracował w Wilnie jako monter okien. Wczoraj Litewski Departament Migracji podjął decyzję o unieważnieniu pozwolenia na jego pobyt.