Profesor chemii nieorganicznej Matthias Epple z Universität Duisburg-Essen (UDE) połączył wiedzę biologiczną i nauki medyczne z chemią. „Badaliśmy tkanki budujące zęby i kości oraz materiały z jakich zbudowane są muszle zwierząt i wykorzystując tę wiedzę zgromadziliśmy wraz z zespołem badawczym informacje o tym, jak tworzyć biomateriały”, mówi profesor Epple. Aby to osiągnąć niezbędna była bliska współpraca między naukowcami z dziedziny biologii i medycyny.

Jak tłumaczy profesor Epple, reperowanie ubytków kostnych jest obecnie prawdziwym wyzwaniem dla chirurgów. „Kiedy tylko jest to możliwe pobiera się własną tkankę kostną pacjenta z różnych miejsc, jak na przykład kość biodrowa, i wszczepia się ją w docelowe, zniszczone miejsce.” Naukowiec tłumaczy, że nadwyżek w tkance kostnej jest jednak niewiele i niezbędne jest wszczepianie w miejsca z ubytkami tkanki kostnej materiałów syntetycznych. „Fosforan wapnia jest naturalnym wyborem odkąd ta nieorganiczna substancja została zidentyfikowana w tkance kostnej w postaci nanokryształów. Jest to materiał naturalny”. Profesor dodaje także, że wapń i jony fosforanowe wspomagają formowanie nowej kości.

Jednakże użycie syntetycznego materiału prowadzi do powstania nowych problemów: kość leczy się wolniej, wzrasta ryzyko infekcji oraz mechaniczna stabilność nie jest doskonała. Zespół badawczy pod kierunkiem profesora Epple stworzył specjalną pastę do naprawy ubytków kostnych poprzez utworzenie powłoki złożonej z syntetycznych nanokryształów fosforanu wapnia oraz DNA. Tłumacząc zasadę działania pasty profesor Epple wyjaśnia, że „nanocząsteczki pobierane są przez komórki. Fosforan wapnia jest rozpuszczany a uwalniany DNA stymuluje formowanie się dwóch ważnych dla leczenia białek: BMP-7, który stymuluje formowanie się kości oraz VEGF-A odpowiedzialnego za tworzenie się nowych naczyń krwionośnych. W rezultacie do nowych kości dostarczane są substancje odżywcze.”

Badacze z UDE przewidują, że użycie pasty będzie miało długotrwały efekt, ponieważ nanocząsteczki uwalniane są sukcesywnie i dlatego będą one stymulować sąsiednie komórki. Działanie pasty zostało udowodnione na trzech typach komórek i planowana jest kontynuacja testów. Epple i jego zespół wyraża nadzieję, że ich odkrycie będzie stosowane w traumatologii i leczeniu osteoporozy już za kilka lat.

Przeczytaj także:

Leczenie cukrzycy typu 2 - nowy lek od GlaxoSmithKline

Anna Byczkowska

Źródło:

http://www.sciencedaily.com/releases/2013/02/130220100541.htm