W ostatnich latach obserwujemy znaczący postęp w rozwoju inżynierii tkankowej i nauk pokrewnych, co jest odpowiedzią na postępujący proces starzenia się społeczeństw i problemy zdrowotne.
Obecnie stosowane metody, np. przeszczepy tkanek czy rekonstrukcje chirurgiczne, są niewystarczające w stosunku do zapotrzebowania medycyny regeneracyjnej. W przypadku niektórych urazów jedyną szansą na regenerację jest zastosowanie w miejscu ubytku tzw. rusztowania komórkowego, które ma za zadanie przyspieszenie procesu leczenia.
Dlatego naukowcy z Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego (dr hab. Joanna Lewandowska-Łańcucka, prof. dr hab. Maria Nowakowska i mgr Adriana Gilarska) opracowali hydrożelowy materiał hybrydowy o potencjale terapeutycznym do stosowania w medycynie regeneracyjnej. Wynalazek ten może być potencjalnie wykorzystany do odbudowy/usuwania ubytków kostnych, nie kwalifikujących się do rekonstrukcji inwazyjnymi metodami klasycznymi w tym zwłaszcza osteoporotycznych, dla których aktualnie brak jest alternatywnych rozwiązań. Materiał ten może zostać wprowadzony w miejsce ubytku w sposób mało inwazyjny (iniekcja), gdzie żelując w warunkach fizjologicznych utworzy rusztowanie umożliwiające proces regeneracji i będzie jednocześnie pełnił funkcję układu do kontrolowanego dostarczania substancji leczniczej (alendronianu) odgrywającej kluczową rolę w terapii osteoporozy. Istotę działania wynalazku przedstawiono schematycznie na rysunku.
Materiał hybrydowy uzyskano poprzez rozproszenie w hydrożelowej biopolimerowej matrycy (kolagen-chitozan-modyfikowany lizyną kwas hialuronowy) krzemionkowo-apatytowych submikronowych cząstek z przyłączonym do ich powierzchni alendronianem sodu, lekiem stosowanym w leczeniu osteoporozy.
Rozwiązanie to zapewnia nieinwazyjną lokalizację bioaktywnego rusztowania wykazującego jednocześnie właściwości terapeutyczne w miejscu implantacji, tym samym istotnie ograniczając niekorzystne skutki uboczne związane z doustnym/dożylnym podawaniem alendronianu.
Jaka jest przewaga nad dotychczasowymi rozwiązaniami?
1. prosta i tania metoda otrzymywania
2. wstrzykiwalność i zdolność do żelowania w warunkach fizjologicznych (37ºC)
3. potencjał terapeutyczny - zapewnienie lokalnego działania alendronianu i zminimalizowaniu ogólnoustrojowych skutków ubocznych związanych z doustnym/dożylnym podawaniem tego leku.
4. biokompatybilny skład hydrożelu
5. zapewnienie biointegracji materiału z kością przy jednoczesnym wspomaganiu procesu mineralizacji kości.
6. pożądane właściwości mechaniczne. Wykonane przez Naukowców z UJ badania fizykochemiczne i wstępne badania biologiczne in vitro wykazały, iż opracowany nowy materiał posiada zdolność do biointegracji, stanowi dogodną biomatrycę/rusztowanie umożliwiające odbudowę tkanki kostnej. Przewidziane są dalsze badania weryfikujące zastosowanie wynalazku w organizmach wyższych (np. świniach).
Obecnie Centrum Transferu Technologii CITTRU poszukuje podmiotów zainteresowanych dalszym rozwojem tego projektu przy współpracy z naukowcami w ramach projektów badawczo-rozwojowych (np. NCBR), a w dalszej perspektywie – wdrożenia wypracowanego produktu.
