Nanotehnologija se v medicini vse bolj uveljavlja. Eden od zadnjih zelo obetajočih prebojev je kombinacija biokompatibilnih piezoelektričnih polimerov ter ultrazvoka za zdravljenje zlomov kosti. Metodo so iznašli na Univerzi Connecticut in jo uspešno preizkusili na miših s hudimi poškodbami lobanje.
Velike zlome je težko sanirati
Velike zlome kosti z zdrobljenimi ali manjkajočimi deli je težko uspešno sanirati. Biokompatibilni polimer, ki ga kot neke vrste ogrodje namestijo na mesto zloma in ki se kasneje razgradi sam, obeta, da bo kmalu mogoče uspešno neinvazivno zdraviti tudi te. Sistem posnema naravno električno polje telesa ter pomaga celicam pri obnavljanju tkiv, aktivirajo pa ga z ultrazvokom. Polimer ustvarja zelo nizko električno napetost – nekaj milivoltov. Ultrazvok povzroči vibriranje vlaken v njem in ustvari se električno polje (materiali, ki lahko ustvarijo električno energijo z vibracijami, se imenujejo piezoelektrični).
Metoda zdravljenja poteka tako, da polimer kot neke vrste ogrodje položijo na zlomljeno kost. V začetni fazi z ultrazvočno napravo v obliki palice upravlja medicinsko osebje, kasneje pa bolnik sam. Ko se kost zaceli, se polimer sam od sebe razgradi. Invazivne operativne metode niso več potrebne.
Telo na mestu poškodbe ustvari drugačne pogoje
“Naprava posnema naravni električni signal, ki ga telo ustvari na mestu poškodbe. Vzdržujemo ga od zunaj, reverzibilno ter tako dolgo, kot je potrebno, da se kost v celoti zaceli,” pojasnjuje Thanh Nguyen, bioinženir iz UConn. Piezoelektrični polimer, ki so ga Nguyen in ekipa uporabili, temelji na poli L-mlečni kislini (PLLA). PLLA ni toksična in v telesu izginja, ko nova kost raste. Zdi se, da električno polje, ki ga ustvari PLLA, pritegne matične celice na mesto zloma in jih spodbudi, da se razvijejo v kostne celice. Tehnologijo je mogoče uporabiti tudi za regeneracijo hrustanca, mišic in tudi živcev.
Električno polje spodbudi rast kosti
Trenutno ekipa dela na tem, da bi polimer naredili še ugodnejši za rast kosti – kar bi omočilo hitro celjenje tudi zelo velikih poškodb. Prav tako poskušajo razumeti, zakaj električno polje sploh spodbudi rast kosti. Znano je, da so slednje same po sebi nekoliko piezoelektrične in ustvarjajo površinski naboj, ko jih dnevno obremenjujemo. Ta površinski naboj spodbuja nastajanje novega kostnega tkiva, ni pa jasno, zakaj se to dogaja. Teoriji sta dve: povečanje električne napetosti (in vzdrževanje le-te) pomaga nedefiniranim celicam, da se prilepijo na površino kosti in se spremenijo v kostne celice ali pa povzroči, da obstoječe celice postanejo bolj aktivne.
Celotno raziskavo najdete TUKAJ.