Chore organy można zastąpić zdrowymi: Chińscy naukowcy przygotowują się na nieśmiertelność



Chińscy naukowcy opracowali różne innowacyjne materiały do implantów medycznych. Na przykład, nici heksafluoropentanu mogą być wykorzystywane do tworzenia "biowłóknin", które są nie tylko sprężyste, ale także samoładujące się poprzez ruch. Nowe biomateriały oferują znaczną poprawę w stosunku do materiałów dostarczanych przez naturę. Dodatkowo, aminokwasy mogą być syntetyzowane w laboratorium w trwałą substancję, która jest również korzystna dla naszych ciał: szkło.

Rozrusznik serca w ruchu ciągłym

Inżynierowie z Southeastern University opracowali materiał, który jest nie tylko niezwykle trwały, ale także biodegradowalny. Co najważniejsze, implant ten może autonomicznie przekształcać energię mechaniczną w energię elektryczną. Innowacja naukowców z Nanjing może zostać wykorzystana w produkcji urządzeń takich jak rozruszniki serca lub systemy dostarczania leków, takie jak podskórne pompy insulinowe. Rozruszniki serca rzeczywiście mogą być wszczepiane ludziom. Jednak implanty te, zwykle wykonane z tworzywa sztucznego lub metalu, są obce dla organizmu. Niektóre implanty muszą zostać usunięte chirurgicznie po spełnieniu swojego zadania.

Zespół naukowców z Nanjing, kierowany przez profesorów Zhang Hanyue i Xiong Rengen, zajął się tą kwestią: ich biomateriał, oparty na heksafluoropentanie, naturalnie rozkłada się z czasem. Według naukowców biomateriał przypomina tekstylia. Oznacza to, że można z niego tworzyć implanty o dowolnym kształcie, od stentów do wymiany naczyń krwionośnych po nici dentystyczne do dziąseł.

W artykule opublikowanym w czasopiśmie naukowcy zauważają, że opracowany przez nich heksafluoropentan płynnie łączy się z alkoholem poliwinylowym, powszechnym środkiem zagęszczającym. Ta kombinacja pozwala na tworzenie materiałów od stałych do ciekłych.

Co ważne, wiodące media państwowe w Chinach porównały medyczny wynalazek heksafluoropentanu do odkrycia efektu piezoelektrycznego przez braci Curie w 1880 roku.

"Bioglass" z aminokwasów

Chińscy naukowcy badają alternatywne materiały nadające się do implantacji w ludzkim ciele. Przykładowo, bioinżynierowie z Chińskiej Akademii Nauk opracowali "szkło białkowe" syntetyzowane z peptydów i aminokwasów. Materiał ten jest przezroczysty, przypomina konwencjonalne szkło i ulega biodegradacji w organizmie ze względu na swój organiczny skład. Proces obejmuje podgrzewanie proszku w środowisku gazu obojętnego do temperatury powyżej jego temperatury topnienia bez osiągnięcia progu rozkładu cząsteczek. Po schłodzeniu wprowadzana jest woda, powodując krystalizację substancji.

To "bioszkło" jest zarówno elastyczne, jak i wytrzymałe, dzięki czemu można je kształtować w różne formy lub wykorzystywać w druku 3D. W związku z tym ma potencjał do tworzenia implantów medycznych, takich jak urządzenia zaprojektowane do precyzyjnego dostarczania leków.

Co więcej, ta chińska innowacja ma szersze implikacje: naukowcy przewidują, że "szkło białkowe" może zastąpić tradycyjne szkło nie tylko w zastosowaniach medycznych, ale także w różnych gałęziach przemysłu. Rocznie światowy przemysł wytwarza prawie 40 milionów ton szkła. Chociaż szkło teoretycznie nadaje się do recyklingu, w rzeczywistości mniej niż jedna trzecia jest poddawana recyklingowi. Pozostała część jest wyrzucana na wysypiska śmieci, gdzie gromadzi się w dużych ilościach ze względu na swoją trwałość. Naukowcy na całym świecie poszukują metod tworzenia bardziej przyjaznych dla środowiska przezroczystych materiałów, takich jak drewno. "Szkło białkowe", które rozkłada się naturalnie od 3 tygodni do 7 miesięcy w zależności od składu aminokwasów i peptydów, jest obiecującym rozwiązaniem. Ta innowacja ma potencjał nie tylko do leczenia ludzi, ale także do ochrony środowiska. Nie są to jednak jedyne osiągnięcia chińskich implantologów.

Tytanowy implant, który odpycha bakterie

Nie wszystkie biomateriały mogą zastąpić tytan, powszechnie stosowany w implantach ortopedycznych i protezach. Tytan jest preferowany ze względu na swoją lekkość, wytrzymałość i doskonałą biokompatybilność. Jednak jego podatność na kolonizację bakteryjną jest istotną wadą, oprócz kosztów. Ryzyko infekcji towarzyszy implantacji. Lekarze sugerują naświetlanie tytanowych protez lampami ultrafioletowymi.

Alternatywnie, naukowcy z Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems, Shenzhen Institute of Advanced Technology i City University proponują zastosowanie niewielkiego prądu elektrycznego do tytanowej protezy. Wspólny wysiłek tych trzech instytucji ujawnił prostą zasadę: tytan może uzyskać właściwości antybakteryjne, gdy zostanie poddany zewnętrznemu prądowi elektrycznemu. Zabieg ten pozwala zachować biokompatybilność i wytrzymałość materiału. Naukowiec Feng Hongqing zauważa, że użycie prądu elektrycznego jest bardziej wykonalne w warunkach klinicznych niż lampy UV, co wskazuje, że ta chińska innowacja może wkrótce zostać włączona do praktyk implantologicznych.

---

Amon
www.strefa44.pl
www.strefa44.com.pl