Forskare från IOCB Prag och deras kollegor från Gents universitet i Belgien har arbetat med att förbättra egenskaperna hos gelatinbaserade material och därigenom utöka möjligheterna för deras användning främst inom medicin. I en artikel publicerad i ACS Applied Engineering Materials , har de presenterat 3D-utskrivbart material som enkelt kan övervakas med hjälp av en röntgenmaskin eller genom datortomografi (CT).
Gelatinbaserade material har varit ett hett ämne för forskning under de senaste 10 åren eftersom de är enkla att producera, giftfria, billiga, biologiskt nedbrytbara och – viktigast av allt – för att de främjar celltillväxt. Av denna anledning används de i första hand inom plastikkirurgi och rekonstruktiv kirurgi.
Efter att en kirurg placerat ett implantat av sådant material i ett sår bryter kroppen gradvis ner det och ersätter det med egen vävnad. Dessa ämnen påskyndar alltså sårläkning och möjliggör till och med omformning av vävnader, till exempel vid bröstrekonstruktion efter mastektomi. Dessutom kan materialen användas för 3D-utskriftsimplantat skräddarsydda för individuella patienter.
Hittills har det dock funnits ett stort hinder att ta itu med, nämligen att det har varit mycket svårt att spåra nedbrytningen av dessa material i kroppen med hjälp av konventionella avbildningsmetoder. Och just detta hinder är ett som forskare från IOCB Prag arbetar för att övervinna. Ett radiopak (d.v.s. röntgenkontrast) medel som nyligen lagts till materialen gör det möjligt att spåra hur snabbt implantaten krymper över tiden och om de är intakta eller skadade.
En person bakom denna forskning vid IOCB Prag är Ondřej Groborz från forskargruppen för Tomáš Slanina (Photoredox kemigrupp). Han förklarar, "En hel serie akademiska artiklar skrivs om detta ämne. Den första av dem introducerar ett gelatinbaserat material som kan övervakas med hjälp av magnetisk resonanstomografi. I vår andra artikel, nyligen publicerad i Applied Engineering Materials , förlänar vi materialen med röntgen- och CT-detekterbarhet."
På grund av denna förbättring kan forskare övervaka dessa implantat över tid och observera deras biologiska nedbrytning och upptäcka eventuella mekaniska fel. Dessa data är särskilt användbara i klinisk praxis. Baserat på erhållna data kan den biologiska nedbrytningen av implantat skräddarsys för att uppfylla specifika kliniska krav. Detta beror på att vävnader i människokroppen växer i olika takt, vilket implantatens egenskaper behöver anpassas till. Målet är att få dessa implantat att brytas ned i samma takt som frisk vävnad växer.
Ondřej Groborz samarbetar i denna forskning med Polymer Chemistry &Biomaterials Group (PBM) vid Gents universitet. Dessutom har samarbetet mellan IOCB Prag och Gents universitet potential att övergå till den kommersiella världen. De två forskningsinstitutionerna har redan lämnat in en gemensam patentansökan avseende användningen av de beskrivna materialen inom plastik och rekonstruktiv kirurgi.
Mer information: Groborz, O., Kolouchová, K., Parmentier, L., Szabó, A., Durme, B. V., Dunlop, D., Slanina, T., Vlierberghe, S. V. (under press). Fototryckbara radiopaka hydrogeler för regenerativ medicin. ACS Applied Engineering Materials 2024. doi.org/10.1021/acsaenm.3c00533
Tillhandahålls av Institute of Organic Chemistry and Biochemistry i CAS
