Onderzoekers in Frankrijk hebben een self-instelling schuim dat kan herstellen van gebreken in de botten en het begeleiden van de groei. Uiteindelijk, deze geavanceerde biomateriaal gebruikt kunnen worden om snel regenereren de groei van botten en de behandeling van degeneratieve ziekten zoals osteoporose.
Injecteerbare calciumfosfaat cement (Cpc ‘ s) hebben al bijna honderd jaar, en ze worden vaak gebruikt in de orthopedie en traumathology bot vervangt tijdens de operatie. Deze biomaterialen laat chirurgen op te lossen en te verharden defect bones “in situ” met relatief gemak en flexibiliteit. Wat meer is, ze zijn biocompatibel, self-instelling, en niet-toxisch.
Maar als James Urquhart rapporten bij Chemie Wereld, wetenschappers niet in staat geweest te introduceren macroporosity in deze materialen, wat betekent dat deze injecteerbare cement geen poriën, of holtes, die groter is dan 50 nanometer. Dit maakt het moeilijk voor de behandeling van bot-degeneratie, of om het versterken van trabeculair bot een poreuze, flexibel en sponsachtig weefsel dat wordt steeds zwakker zodra osteoporose sets in.
Nu, Pierre Weiss en zijn collega ‘ s aan de Universiteit van Nantes hebben bereikt een belangrijke doorbraak op dit gebied. Door toepassing van een geavanceerde waterstof als een schuimmiddel te maken luchtbellen in het mengsel, de onderzoekers hebben een effectieve macroporous, self-instelling CPC. De resultaten van hun werk verschijnt in de nieuwste editie van de Acta Biomaterialia.
De sleutel tot de doorbraak was in het toepassen van een silanized hydrogel als een schuimmiddel. James Urquhart legt uit:
Gesponsord
Eerder had het team probeerde de mechanische eigenschappen te verbeteren [0f] CPC-door het toevoegen van een Si-HPMC hydrogel. Maar tijdens het proces van het opstellen van de Si-HPMC hydrogel met een zure buffer met behulp van spuiten – die verlaagt de pH van de oplossing waardoor het zelf-cross link en gel – luchtbellen verscheen in het mengsel en ze waren moeilijk te verwijderen. Maar Weiss’ postdocs Jingtao Zhang en Weizhen Liu vroeg me af of dit nadeel kan nuttig zijn voor het geven van macroporosity naar CPC en zodat ze de ontwikkeling van een CPC-schuim.
Het team maakte het schuim door de invoering van Si-HPMC-en CPC-oplossingen in aparte spuiten, en dan is het pompen van lucht in de CPC-spuit. Beide spuiten vervolgens werden verbonden door een connector en dook snel het mengen van de oplossingen en de lucht, die vormden een homogeen schuim.
‘We wisten dat biomaterialen zijn biocompatibel apart, maar we wisten niet hoe het lichaam zou reageren met een combinatie van beide”, aldus Weiss. Om een antwoord te vinden, en ook om te testen de biofunctionality van het schuim, deden ze voorlopig in vivo tests door het maken van kleine gebreken in de dijbenen van twee levende konijnen en geïnjecteerd schuim in de holtes.
Follow-up testen lieten zien dat het nieuwe bot inderdaad formulier op het implantaat sites, en met geen toxische effecten. De onderzoekers willen graag gebruik maken van het schuim voor de behandeling van bepaalde bot-afwijkingen en ziekten aan, dus de volgende stap is het bepalen van de proof of concept in dierlijke modellen.
Lees meer op de Chemie Wereld. En bekijk het onderzoek op de Acta Biomaterialia: “Een eenvoudige en effectieve aanpak voor te bereiden injecteerbare macroporous calciumfosfaat cement voor botherstel: Spuit-schuim met behulp van een viskeuze hydrofiel polymeer-oplossing”.
E-mail de auteur george@gizmodo.com en volg hem op @dvorsky. Bovenste afbeelding is door Elsevier