„Zestaw narzędzi” do rekonstrukcji kości
Medycyna regeneracyjna to obiecujący sposób leczenia uszkodzeń tkanek. Z tego powodu europejskie konsorcjum opracowało „zestaw narzędzi” do tworzenia implantów kostnych umożliwiających regenerację uszkodzonych kości.Laboratoryjna hodowla tkanek kostnych metodami inżynierii tkankowej polega na stosowaniu siatek 3D z odpowiednimi czynnikami wzrostu i komórkami macierzystymi. Rusztowanie polimerowe stanowi odpowiednie podparcie dla komórek macierzystych, które namnażają się i różnicują do tkanki kostnej. Stosowanie biodegradowalnych polimerów umożliwia pełną integrację „sztucznie” wyhodowanej tkanki kostnej umieszczonej w miejscu uszkodzenia kości pacjenta.
Głównym celem finansowanego przez UE projektu VASCUBONE (Construction kit for tailor-made vascularized bone implants) była optymalizacja metod i materiałów stosowanych w inżynierii tkankowej przy rekonstrukcji kości. Konsorcjum opracowało optymalne dla regeneracji kości i potrzeb pacjenta zestawienia zaawansowanych biomateriałów, dojrzałych komórek macierzystych i metod obrazowania.
Naukowcy przetestowali biozgodność oraz właściwości osteokonduktywne i osteoinduktywne wybranych biomateriałów. Zwracano szczególną uwagę na poprawę hydrofilności i zwiększenie powierzchni aktywnej stosowanych materiałów.
W tym celu przeanalizowano czynne nanocząstki diamentu (nDP), które zwiększają powierzchnię styczności z biokomponentami. Taka macierz międzykomórkowa w połączeniu z określonymi czynnikami wzrostu tworzy odpowiednie warunki do różnicowania mezenchymatycznych komórek macierzystych do komórek kostnych.
Partnerzy projektu przebadali również procesy kontroli i monitorowania osadzania się komórek na rusztowaniu i ich różnicowania oraz interakcje pomiędzy komórkami a macierzą międzykomórkową. Określony przepływ oscylacyjny okazał się najskuteczniejszy dla inkorporowania komórek w porowatą strukturę rusztowania.
Badania w ramach projektu VASCUBONE prowadzono na zwierzęcych modelach uszkodzeń kości. Proces tworzenia się nowej tkanki kostnej oceniano w badaniach histologicznych i radiograficznych. Najskuteczniejsze w odtwarzaniu tkanki kostnej okazały się rusztowania polimerowe inokulowane białkiem morfogenetycznym kości 2. Optymalizacja obrazowania metodą rezonansu magnetycznego poprawiła możliwości oceny nowych implantów kostnych w badaniach obrazowych.
Przebadane nowe materiały są biokompatybilne i niecytotoksyczne, zaś badanie toksyczności nanocząsteczek diamentu nDP po podaniu dożylnym wykazało ich całkowite bezpieczeństwo. W ramach projektu VASCUBONE stworzono nowe narzędzia kontroli zapewniające bezpieczeństwo, przyjęcie się oraz skuteczność nowych implantów.
Ponadto udało się opracować skuteczne metody badania in vivo karcynogenezy indukowanej czynnikami środowiskowymi i monitorowania zaimplantowanego materiału/rusztowań z użyciem bioluminescencji. Pozwoliło to przezwyciężyć ograniczenia związane z długoterminowymi badaniami na gryzoniach. Wszystkie nowe modele zostały zweryfikowane w badaniach korelacji in vitro-in vivo.
Nowe materiały biomedyczne zawarte w zestawie narzędzi VASCUBONE pomogą zmniejszyć stopień niepełnosprawności, a tym samym znacznie poprawić jakość życia pacjentów i jakość świadczonych usług zdrowotnych.
Źródło: www.cordis.europa.eu
Głównym celem finansowanego przez UE projektu VASCUBONE (Construction kit for tailor-made vascularized bone implants) była optymalizacja metod i materiałów stosowanych w inżynierii tkankowej przy rekonstrukcji kości. Konsorcjum opracowało optymalne dla regeneracji kości i potrzeb pacjenta zestawienia zaawansowanych biomateriałów, dojrzałych komórek macierzystych i metod obrazowania.
Naukowcy przetestowali biozgodność oraz właściwości osteokonduktywne i osteoinduktywne wybranych biomateriałów. Zwracano szczególną uwagę na poprawę hydrofilności i zwiększenie powierzchni aktywnej stosowanych materiałów.
W tym celu przeanalizowano czynne nanocząstki diamentu (nDP), które zwiększają powierzchnię styczności z biokomponentami. Taka macierz międzykomórkowa w połączeniu z określonymi czynnikami wzrostu tworzy odpowiednie warunki do różnicowania mezenchymatycznych komórek macierzystych do komórek kostnych.
Partnerzy projektu przebadali również procesy kontroli i monitorowania osadzania się komórek na rusztowaniu i ich różnicowania oraz interakcje pomiędzy komórkami a macierzą międzykomórkową. Określony przepływ oscylacyjny okazał się najskuteczniejszy dla inkorporowania komórek w porowatą strukturę rusztowania.
Badania w ramach projektu VASCUBONE prowadzono na zwierzęcych modelach uszkodzeń kości. Proces tworzenia się nowej tkanki kostnej oceniano w badaniach histologicznych i radiograficznych. Najskuteczniejsze w odtwarzaniu tkanki kostnej okazały się rusztowania polimerowe inokulowane białkiem morfogenetycznym kości 2. Optymalizacja obrazowania metodą rezonansu magnetycznego poprawiła możliwości oceny nowych implantów kostnych w badaniach obrazowych.
Przebadane nowe materiały są biokompatybilne i niecytotoksyczne, zaś badanie toksyczności nanocząsteczek diamentu nDP po podaniu dożylnym wykazało ich całkowite bezpieczeństwo. W ramach projektu VASCUBONE stworzono nowe narzędzia kontroli zapewniające bezpieczeństwo, przyjęcie się oraz skuteczność nowych implantów.
Ponadto udało się opracować skuteczne metody badania in vivo karcynogenezy indukowanej czynnikami środowiskowymi i monitorowania zaimplantowanego materiału/rusztowań z użyciem bioluminescencji. Pozwoliło to przezwyciężyć ograniczenia związane z długoterminowymi badaniami na gryzoniach. Wszystkie nowe modele zostały zweryfikowane w badaniach korelacji in vitro-in vivo.
Nowe materiały biomedyczne zawarte w zestawie narzędzi VASCUBONE pomogą zmniejszyć stopień niepełnosprawności, a tym samym znacznie poprawić jakość życia pacjentów i jakość świadczonych usług zdrowotnych.
Źródło: www.cordis.europa.eu
wstecz Podziel się ze znajomymi
03-03-2023
Najdokładniejsze systemy satelitarnego transferu czasu
Nie zawsze zegar atomowy działa lepiej niż kwarcowy.
03-03-2023
Ponad połowa chorych z SARS-CoV2 cierpi na długi covid
Przez długi czas może mieć takie objawy jak zmęczenie.
03-03-2023
Uniwersytet Warszawski będzie kształcić kadry dla energetyki jądrowej
Przekazał Wydział Fizyki UW.
Recenzje