Noi materiale biologice pot fi ajustate și incluse în tehnicile chirurgicale din viitor

O echipă de cercetători din Marea Britanie și Statele Unite a reușit să îmbunătățească un material biologic termoplastic de uz chirurgical prin mici ajustări. Astfel, materialul poate fi modificat în funcție de caz, fiind posibilă controlarea independentă a proprietăților sale mecanice și a vitezei cu care se degradează în corp.
Studiul a fost publicat în Nature Communications.

Materialul, un tip de poliester, a fost conceput pentru repararea țesuturilor moi de către o echipă de la University of Birmingham din Marea Britanie și Duke University din SUA. Materialele care reproduc cu succes elasticitatea și rezistența necesare țesuturilor biologice, dar care, în plus, se și degradează într-un interval de timp adecvat sunt extrem de dificil de realizat. Problema consta în relația chimică directă dintre proprietățile mecanice ale unui material și rata cu care se degradează, acestea nefiind independente una față de cealaltă până acum.

Echipa de cercetători a arătat cum adăugarea acidului succinic, o substanță identificată în mod natural în corpul uman, poate fi utilizată pentru a controla rata de degradare. Astfel, biomaterialul din poliester utilizat s-a degradat treptat, pe o perioadă de patru luni, țesuturile sănătoase crescând și, în cele din urmă, înlocuind implantul. Testele pe șoareci de laborator au confirmat compatibilitatea și siguranța materialului. Prin modificarea cantității de acid succinic, echipa ar putea controla viteza cu care apa pătrunde în material și, prin urmare, viteza de degradare. De obicei, modificările structurale care măresc viteza de degradare ar cauza o pierdere de rezistență, dar acest material imită cauciucul natural și permite controlul fin al proprietăților sale mecanice. Așadar, orice pierdere de rezistență poate fi compensată prin ajustări chimice adecvate. Descoperirea reprezintă un progres semnificativ, nefiind realizat până în prezent cu niciun alt biomaterial degradabil.

Profesorul Andrew Dove, co-autorul studiului, explică: „Țesuturile biologice sunt complexe, cu proprietăți elastice variate. Eforturile de a produce înlocuitori sintetici care au caracteristicile fizice corecte și care se pot degrada în organism există de zeci de ani. O parte a provocării constă în faptul că nu există o abordare unică pentru toate. Cercetările noastre deschid posibilitatea de a proiecta implanturi biologice cu proprietăți ajustabile pentru fiecare caz în parte.”

Profesorul Matthew Becker de la Duke University a observat cum utilizarea materialelor biologice în Medicina Regenerativă a fost limitată la câteva materiale care nu au diversitatea proprietăților raportate în acest studiu. „Materialele pe care le-am dezvoltat oferă un progres real în căutarea continuă de noi materiale biologice. Natura reglabilă a materialului îl face potrivit pentru o gamă de aplicații diferite, de la os de înlocuire, la stent vascular și multe altele.”

sursa: Science Daily
foto: University of Birmingham