Bitki Selülozundan Kemik İmplant Malzemesi Geliştirildi
Fotoğraf: Kaynak: Acta Biomaterialia
British Columbia Üniversitesi (UBC) ve McMaster Üniversitesi’nden bilim adamları, yeni kemik implantı materyali olabilecek bir malzeme geliştirdiklerini söylüyorlar: bu vücuda enjekte edilebilecek ve yeni kemiğin büyümesi için iskele sağlayabilecek köpük benzeri bir madde.
Bitki selülozundan türetilen nanokristallerin işlenmesiyle yapılır, böylece bir kemik boşluğunu tamamen doldurmak için gerektiği şekilde sıkıştırabilen veya genişleyebilen bir aerojel oluşturulur.
McMaster’da kimya mühendisliği doktora öğrencisi,bu çalışmanın yazarı Daniel Osorio “Çoğu kemik grefti veya implantı her zaman kemikteki delikli yapıya uymayan sert ve kırılgan bir seramikten yapılmıştır ve bu boşluklar kemik ve implant yetmezliğinine ve kemiğin zayıf şekilde büyümesine neden olabilir” dedi ve ekledi: “Ürettiğimiz selüloz nanokristal aerojeli bu sentetik malzemelere daha etkili bir alternatiftir.”
Araştırmaları için ekip, iki grup sıçan ile çalıştı, ilk grup aerojel implantı yapılan sıçanlar ve ikinci grup herhangi bir implant yapılmayan grup sıçanlardı. Acta BioMaterialia’da yayınlanan araştırmanın sonuçları implantlı grubun, kontrol gruplarına kıyasla, 3 haftalık süreçte % 33 daha fazla kemik büyümesi ve 12 haftalık süreçte % 50 daha fazla kemik büyümesi sağladığını gösterdi.
Bu araştırma yaısında “Kimyasal olarak çapraz bağlanmış selüloz nanokristal (CNC) aerojelleri, kemik dokusu iskele uygulamaları için faydalı birçok özelliğe sahiptir. Sülfat ve fosfat yarı ester yüzey grupları içeren CNC’ler üretmek için CNC’ler sülfürik asit veya fosforik asit kullanılarak sırasıyla ekstre edildi. İki tip CNC’den üretilen hidrazon çapraz bağlı aerojeller, taramalı elektron mikroskobu, x-ışını mikro-bilgisayarlı tomografi, x-ışını fotoelektron spektroskopisi, azot sorpsiyon izotermleri ve sıkıştırma testi kullanılarak incelenmiştir. CNC aerojelleri, osteoblast benzeri Saos-2 hücreleri ile in vitro olarak değerlendirildi ve 7 güne kadar hücre metabolizmasında bir artış gösterdi; alkali fosfat deneyleri, hücrelerin fenotiplerini koruduğunu gösterdi. Tüm aerojeller, 14 gün boyunca hidroksiapatit büyümesi sergilerken, 0.1M CaCl2 ön işlemiyle benzetilmiş vücut sıvısı çözeltisine daldırıldı ” şeklinde bilgi verildi.
“Sülfatlanmış CNC aerojelleri, sıvı ortamlarda basınç dayanımı ve uzun süreli stabilite açısından biraz daha iyi performans gösteren fosfatlanmış CNC aerojelleri yetişkin erkek Long Evans sıçanlarının kalvar kemiğine implante edildi. 3 ve 12 haftalık zamanlarda kontrol grupları ile karşılaştırıldığında, sülfatlanmış CNC aerojelleri, kontrollere kıyasla osteokondüktivite ve kanıtlara göre sırasıyla % 33 ve % 50 oranında artmış kemik hacmi fraksiyonu gösterdi. Bu sonuçlar çapraz bağlı CNC aerojellerinin esnek, gözenekli ve kemik defektlerine implante edildikten sonra etkili bir şekilde kemik büyümesini kolaylaştırdığını göstermektedir.”
Fotoğraf: Çalışma ortak yazarı , PhD, UBC’de ahşap bilimi, kimya ve biyoloji mühendisliği profesörü Emily Cranston.
” Bu bulgular, laboratuvar ortamında ilk kez selüloz nanokristal aerojellerin yeni kemik gelişimini destekleyebileceğini gösteriyor” dedi çalışma yazarı, PhD, UBC’de ahşap bilimi, kimya ve biyoloji mühendisliği profesörü Emily Cranston. İmplantın, kemik iyileşmeye başlarken vücuttaki toksik olmayan bileşenlere parçalanması gerektiğini ekledi. Ortak yazar malzeme bilimi ve mühendisliği profesörü ve McMaster’da biyomedikal mühendisi Kathryn Grandfield inovasyonun, Kuzey Amerika’daki 2 milyar dolar değerindeki kemik grefti pazarındaki büyük bir boşluğu doldurma potansiyeline sahip olduğunu belirtti.
Grandfield, “Bu aerojelin diş implantları ve spinal ve eklem protezi ameliyatları dahil olmak üzere birçok uygulamada kullanılacağını görebiliriz. Ekonomik olacak çünkü hammadde, nanoselüloz, zaten ticari miktarlarda üretiliyor.” dedi.
Araştırmacılar, aerojellerin laboratuvardan çıkıp ameliyathaneye girmesinin biraz zaman alacağını söylüyorlar.
Grandfield “Bu yaz, kemik ile implantın büyümesini sağlayan implant arasındaki mekanizmaları inceleyeceğiz. Gelişmiş mikroskoplar kullanarak implantın nasıl bozunduğunu da inceleyeceğiz. Bundan sonra, klinik denemeler için hazır olmadan önce daha fazla biyolojik test gerekli olacaktır. ” dedi.
Kaynak: genengnews.com
