• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Kompozyt, który może zastąpić kość

    14.05.2010. 18:18
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Kompozyt, który może zastąpić kość, testują na zwierzętach naukowcy w Lublinie. Dotychczasowe badania wskazują, że łączy się on dobrze z naturalną tkanką kostną. W przyszłości mógłby być on wykorzystywany u ludzi w leczeniu stomatologicznym czy ortopedycznym.

    "Wgajanie się tego kompozytu jest bardzo dobre" - mówi kierownik katedry i zakładu Biochemii i Biotechnologii Uniwersytetu Medycznego w Lublinie prof. Grażyna Ginalska, kierująca zespołem, który opracował wynalazek.

    Ginalska zapowiedziała, że jeśli badania na zwierzętach zakończą się pomyślnie, to będzie można zacząć testy na ludziach. "Będziemy starać się, aby złożyć jeszcze w tym roku wniosek do komisji bioetycznej o wyrażenie zgody na badania na pacjentach" - powiedziała. Dotyczyłoby tochorych z kliniki stomatologii lubelskiego Uniwersytetu Medycznego.

    Badania na zwierzętach prowadzone są pod kierunkiem dr Izabeli Polkowskiej z Kliniki Chirurgii Zwierząt Wydziału Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie. Kompozyt jest używany przy operacjach stomatologicznych zwierząt leczonych w klinice oraz eksperymetalnie wszczepiany w kość udową królików laboratoryjnych.

    Lubelscy biochemicy i biotechnologowie utworzyli ten przełomowy wynalazek łącząc materiał organiczny - polimer cukrowy z nieorganicznym - hydroksyapatytem. Hydroksyapatyty używane są w medycynie od dawna. Nowością jest połączenie ich polimerem, dzięki czemu powstaje materiał o znacznie większej plastyczności niż sam hydroksyapatyt.

    Kompozyt ma strukturę podobną do kości. W stanie suchym jest twardy. Po nasączeniu staje się miękki i można go odpowiednio do potrzeb kształtować, aby uzupełniać nim różnego rodzaju ubytki kostne.

    Jak zaznaczyła prof. Ginalska, dotychczasowe badania kliniczne na zwierzętach wskazują, że materiał bardzo dobrze łączy się z tkanką kostną. Ten organiczny polimer cukrowy jest rozkładany w organizmie, a jego miejsce wypełniają komórki kostne - "kościotwórcze" osteoblasty - i mnożą się.

    "Kompozyt daje się dobrze sterylizować, możemy go również nasączać substancjami antybakteryjnymi (np. antybiotykami) albo czynnikami wzrostowymi i wtedy nabiera jeszcze innych właściwości" - powiedziała prof. Ginalska.

    Kompozyt o tak unikalnych właściwościach mógłby być wykorzystywany m.in. w uzupełnianiu ubytków kostnych u ludzi, np. po usunięciu fragmentów zajętych przez komórki rakowe, czy w stomatologii, np. jako materiał wypełniający zębodół, na którym można by osadzać implanty zębów.

    Opracowany przez lubelskich naukowców wynalazek powstał na bazie granulatu hydroksyapatytowego, który z kolei został wytworzony w Instytucie Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Akademii Górniczo-Hutniczej, przez zespół pod kierownictwem prof. Anny Ślusarczyk. Granulat został już zgłoszony do opatentowania. Hydroksyapatyty w naturze występują w różnych szkieletach, np. korali, kości ludzkich lub zwierzęcych.

    Badania kompozytu wykazały, że nie jest toksyczny. Substancje, z których się składa, były zostały najpierw dokładnie przetestowane. Hydroksyapatyt jest również kompatybilny biologicznie z tkanką kostną, nie jest rakotwórczy i nie ma właściwości alergizujących. Także polimer cukrowy przeszedł szereg badań, które nie wykazały żadnej jego toksyczności.

    Prof. Ginalska zastrzega, że za wcześnie jednak na pełne zadowolenie. Przyznaje, że duże zainteresowanie wynalazkiem mediów oraz formułowane przez dziennikarzy komentarze o światowym sukcesie, są dla niej deprymujące. "Badania dalej trwają. Pracujemy cały czas. Mam nadzieję, że ten sukces kiedyś przyjdzie. Najważniejsze jest to, aby nasz materiał mógł zostać wdrożony do produkcji" - powiedziała badaczka.

    Jak dodała, poszukiwania substancji, która dałaby możliwość modyfikacji hydrosksyapatytu i uplastycznienia materiału, trwały od 10 lat. Samo wytworzenie kompozytu zajęło naukowcom ok. dwa lata. Opracowany przez nich kompozyt został już objęty ochroną patentową w Polsce. Teraz trwa procedura, aby objąć go patentem międzynarodowym.

    O wynalazku lubelskich naukowców, który "robi karierę w świecie", doniósł w czwartek dziennik "Polska The Times". REN

    PAP - Nauka w Polsce

    kap


    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Materiał kompozytowy, kompozyt − materiał o strukturze niejednorodnej, złożony z dwóch lub więcej komponentów (faz) o różnych właściwościach. Właściwości kompozytów nigdy nie są sumą, czy średnią właściwości jego składników. Najczęściej jeden z komponentów stanowi lepiszcze, które gwarantuje jego spójność, twardość, elastyczność i odporność na ściskanie, a drugi, tzw. komponent konstrukcyjny zapewnia większość pozostałych własności mechanicznych kompozytu. Ranelinian strontu (Strontium ranelate, ATC M05BX) – organiczny związek chemiczny, lek stosowany w leczeniu osteoporozy, o podwójnym działaniu: pobudzający kościotworzenie przez bezpośredni wpływ na osteoblasty (pobudza replikację preosteoblastów i wytwarzanie kolagenu przez dojrzałe osteoblasty) i jednocześnie hamujący niszczenie kości przez osteoklasty (hamuje różnicowanie i aktywność komórek kościogubnych). Badania na hodowlach tkankowych, na zwierzętach i badania kliniczne u ludzi potwierdziły anaboliczny wpływ strontu na tkankę kostną i efekt przeciwzłamaniowy leku. Badania materiałowe – interdyscyplinarny obszar badań naukowo-technicznych, w którym jest prowadzona analiza wpływu chemicznej i fizycznej struktury materiałów na ich właściwości elektryczne, mechaniczne, optyczne, powierzchniowe, chemiczne, magnetyczne i termiczne (także rozmaite kombinacje tych właściwości) oraz są opracowywane sposoby wytwarzania materiałów o pożądanych właściwościach.

    Badania materiałowe – interdyscyplinarny obszar badań naukowo-technicznych, w którym jest prowadzona analiza wpływu chemicznej i fizycznej struktury materiałów na ich właściwości elektryczne, mechaniczne, optyczne, powierzchniowe, chemiczne, magnetyczne i termiczne (także rozmaite kombinacje tych właściwości) oraz są opracowywane sposoby wytwarzania materiałów o pożądanych właściwościach. Bromperidol (bromoperidol, bromoperydol) – organiczny związek chemiczny, pochodna butyrofenonu, stosowany jako lek przeciwpsychotyczny. Został opracowany przez Janssen Pharmaceutica w 1966 roku. Stosowany jest także w postaci długodziałającej (depot) jako dekanian bromperidolu (ester kwasu dekanowego). Lek zarejestrowany jest w Niemczech, Włoszech, Argentynie, Danii, Luksemburgu, Belgii i Holandii. Badania na zwierzętach i wstępne badania kliniczne prowadzone na przełomie lat 70. i 80. XX w. wykazały wysoką wartość bromperidolu jako leku przeciwpsychotycznego – był oceniany jako lepszy niż haloperydol. Z przeglądu systematycznego badań klinicznych Cochrane Collaboration z roku 2012 wynika jednak, że dekanian bromperidolu jest mniej skuteczny w leczeniu schizofrenii od dekanianu haloperidolu i flufenazyny.

    Test Porsolta (znany także jako test wymuszonego pływania) - test behawioralny, służący do badania efektów leków przeciwdepresyjnych u zwierząt laboratoryjnych. Polega on na umieszczeniu zwierzęcia w wypełnionym wodą cylindrycznym pojemniku, z którego nie ma wyjścia. Przy drugiej próbie mierzony jest czas, przez jaki zwierzę pozostaje w bezruchu. Leki przeciwdepresyjne skracają ten okres. Architektura Komponentów Usługowych (SCA) to technologia informatyczna stworzona przez wiodących dostawców technologii informatycznych IBM i Oracle. SCA dostarcza model do tworzenia aplikacji, które realizują założenia architektury zorientowanej na usługi (SOA). Technologia obejmuje szeroki zakres różnych techniki i jako taka jest określona w różnych niezależnych technicznie specyfikacjach w celu zachowania neutralności języka programowania i środowiska aplikacji. Podstawowym artefakt SCA jest Kompozyt (Composite), który posiada dostępne zdalnie Usługi (Services). Kompozyt zawiera jeden lub więcej Komponentów (Components), które zawierają funkcje biznesowe dostarczane przez moduł. Komponenty oferują funkcję usług, które mogą być wykorzystywane przez inne składniki w ramach tego samego modułu, lub które mogą być udostępniane do użytku na zewnątrz modułu poprzez punkty wejścia. Komponent może również zależeć od Usług świadczonych przez inne Komponenty - te zależności są nazywane Referencjami (References).

    Nanomateriały – wszelkie materiały, w których występują regularne struktury na poziomie molekularnym, tj. nie przekraczającej 100 nanometrów. Granica ta może dotyczyć wielkości domen jako podstawowej jednostki mikrostruktury, czy grubości warstw wytworzonych lub nałożonych na podłożu. W praktyce granica poniżej której mówi się o nanomateriałach jest różna dla materiałów o różnych właściwościach użytkowych i na ogół wiąże się to z pojawieniem szczególnych właściwości po jej przekroczeniu. Zmniejszając rozmiar uporządkowanych struktur materiałów można uzyskać znacznie lepsze właściwości fizyko-chemiczne, mechaniczne, itp. Test Tumor M2-PK stosuje się w profilaktyce i wczesnym wykrywaniu raka jelita grubego. Jest to wiarygodny test enzymatyczny wykrywający obecność izoenzymu M2 kinazy pirogronianowej, który bierze udział w procesie metabolizmu komórek rakowych. Test kałowy Tumor M2-PK wykrywa zmiany w jelitach, w tym stany przed nowotworowe takie jak polipy (powyżej 1 cm) i gruczolaki oraz raka jelita grubego, również we wczesnym stadium. Tumor M2-PK ma wysoką czułość. Pobieranie materiału do badania jest bezbolesne i nieinwazyjne. W przeciwieństwie do testu na krew utajoną wykrywa również niekrwawiące polipy i guzy. Test Tumor M2-PK można przeprowadzić w każdej chwili, gdyż nie wymaga specjalnego przygotowania ani diety. Materiałem pobieranym do badania jest kał. Test wykonywany jest w warunkach laboratoryjnych przez wykwalifikowany personel medyczny.

    Odrodzenie dinozaurów – krótki okres rewolucyjnych odkryć związanych z dinozaurami, który rozpoczął się w 1960 roku. Spowodował odnowione naukowe i ogólne zainteresowanie dinozaurami. Został wywołany przez nowe wynalazki i dokonane badania, wskazujące na to, że dinozaury mogły być zwierzętami stałocieplnymi, a nie zimnokrwistymi, jak uważano dotychczas.

    Beton – kompozyt powstały ze zmieszania spoiwa (cementu) i wypełniacza (kruszywo) oraz ewentualnych domieszek nadających pożądane cechy. Jest jednym z najbardziej powszechnych materiałów budowlanych we współczesnym budownictwie.

    Nadlew – naddatek technologiczny metalu lub innego tworzywa. Celem nadlewu jest skompensowanie ubytku metalu, który występuje przy odlewaniu, co powoduje powstawanie braków (odlew który nie spełnia założeń projektanta). Ubytek ten jest spowodowany rozszerzalnością cieplną metali. W miarę jak metal zalany do formy stygnie jego objętość maleje (metal kurczy się). Metal, wypełniając powstałą lukę, zasysa jeszcze ciekły materiał z warstw znajdujących się powyżej, co powoduje powstanie jamy skurczowej. Nadlew ma za zadanie zasilić odlew w metal, czyli spowodować, aby wada odlewnicza skupiła się bezpośrednio w nim. Następnie jest on odcinany, przetapiany i wykorzystywany ponownie. Test lustra - metoda badania samoświadomości zwierząt. Pozytywny jego wynik wiąże się z rozpoznaniem przez zwierzę swojego odbicia w lustrze (a nie uznaniem go za inną istotę). Oceny rozpoznania dokonuje się, analizując zachowanie zwierzęcia po umieszczeniu na jego ciele kolorowej kropki, którą może dostrzec wyłącznie w odbiciu lustrzanym.

    Plastyczność - zagadnienie z zakresu badań materiałowych i fizyki ciała stałego - właściwość fizyczna materiałów - zdolność do ulegania nieodwracalnym odkształceniom (odkształcenie plastyczne) pod wpływem sił zewnętrznych działających na ten materiał. Nieodwracalne odkształcenia powstają na skutek działania na ciała stałe naprężeń mechanicznych, przekraczających zakres, w którym jest ono zdolne do odkształceń sprężystych i jednocześnie na tyle małe, że nie powodują zniszczenia ciągłości jego struktury. Naprężenie przy którym rozpoczyna się proces plastyczny nazywane jest granicą plastyczności. Dla złożonego stanu naprężenia niezbędne jest kryterium uplastycznienia Zwierzęta transgeniczne – zwierzęta, których DNA zostało zmodyfikowane metodami inżynierii genetycznej w celu uzyskania pożądanego efektu fenotypowego. Modyfikowane zwierzęta są bardzo przydatne w wielu badaniach naukowych i medycznych. Na takich zwierzętach można obserwować procesy chorobowe in vivo ale także zwierzęta modyfikowane genetycznie mogą produkować ludzkie hormony, białka etc.

    Piotr Silmanowicz – polski lekarz weterynarii, profesor doktor habilitowany nauk weterynaryjnych, specjalność chirurgia, prodziekan Wydziału Medycyny Weterynaryjnej Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie, kierownik Katedry i Kliniki Chirurgii Zwierząt na tymże wydziale.

    Dodano: 14.05.2010. 18:18  


    Najnowsze