A világ minden táján betegek milliói szenvednek csont és ízületi problémákkal, különböző betegségek, traumák vagy veleszületett betegségek következményeként. Ez gyakran idő előtti munkaképesség változáshoz vagy a betegek alacsonyabb életminőségéhez vezet. Világszerte évente több mint 2,3 millió csontműtétet végeznek, melyek megkönnyítését, valamint a betegek gyors és hatékony gyógyulását segíti a háromdimenziós szövettenyésztés (tissue engineering) területén dolgozó kutatók munkája. Ez a módszer olyan bioanyagok előállításával foglalkozik, mely az emberi szövet rekonstrukcióját célozza, mint pl. porc, csont, szívbillentyű, ideg, izmok, máj és hólyag. Ezek használata egyre inkább elterjedt a modern orvostudományban. Ezen anyagok előállítására egy gyakran használt technika a „scaffold”, mely térbeli vázként szolgál a szövetet alkotó sejtek számára. Általában lebontható, porózus anyagból készül, amely biztosítja a szükséges mechanikai támogatást az érintett csont helyreállítása és regenerálódása során.

Az alginát-pululán bioaktív üvegkompozit

Tekintettel a fent említett szempontokra, a kutatás célja az volt, hogy felmérje két biopolimer (alginát és pululán) és különböző réz-oxid tartalmú szilikát bioaktív üvegkompozitok anyagának csontszövet-regeneráló, azaz oszteokonduktív és oszteoinduktív tulajdonságait. Az oszteokonduktivitáson a csont regenerálódásának képességét értjük, az oszteoinduktivitás pedig azt jelenti, hogy az anyag képes csontképződést indukálni, ezáltal hozzájárulva a csont gyógyulásához.

Előző munkáik igazolták, hogy a réz-oxid tartalmú szilikát bioaktív üvegek antibakteriális hatással rendelkeznek. A kórházi fertőzések elleni védekezés jelen pillanatban jórészt antibiotikumokkal történik, melyeket műtétek után megelőzésként is alkalmaznak. Az antibakteriális hatással rendelkező implantátumok alkalmazása megváltoztathatja a fertőzések elleni védekezést a kórházakban.

Kísérleteik folyamán a kutatók a csontgyógyulás idejének csökkentését követték laboratóriumi patkányokon. Mesterségesen létrehozott csontdefektekbe helyezték a kompozitokat, majd különböző időközönként mágnesesrezonancia-képalkotó (MRI) eljárás segítségével követték az implantátum által a csontszövetben, a szomszédos szövetekben, valamint a csontvelőben bekövetkező változásokat. A hisztopatológiai vizsgálat megerősítette a vizsgált anyag hatékonyságát, mely jobbnak bizonyult a kereskedelemben forgalmazott referenciaanyagnál.

A továbbiakban ezen anyagok optimalizálását tűzték ki célul, és reményeik szerint elkezdhetik a klinikai állatkísérletet is, ezzel közelebb kerülve az alkalmazási célcsoporthoz.

Radu A. Popescu, Flaviu A. Tăbăran, Sidonia Bogdan, Alexandru Fărcăṣanu, Robert Purdoiu, Klara Magyari, Adriana Vulpoi, Alexandra Dreancă, Bogdan Sevastre, Simion Simon, Ionel Papuc, Lucian Baia: Bone regeneration response in an experimental long bone defect orthotopically implanted with alginate‐pullulan‐glass‐ceramic composite scaffolds. Journal of Biomedical Materials Research. Part B, Applied Biomaterials 108(3), 1129‒11240

A kutatást a Kutatási és Innovációs Minisztérium CNCS - UEFISCDI, PN-III-P1-1.1-TE-2016-1324 kódszámú és az Innovációs és Technológiai Minisztérium ÚNKP-19-4-SZTE-113 kódszámú Új Nemzeti Kiválóság Programja támogatta.