Lepsze rusztowania do budowy nowych kości
Problem budowania nowych kości i ułatwiania gojenia się kości uszkodzonych można porównać do budowania domu przy użyciu odpowiedniej technologii murowania, zakładania instalacji i wietrzenia ukończonego budynku. Dlatego regeneracja tkanki kostnej wymaga opracowania trójwymiarowego (3D) porowatego biorusztowania, które umożliwiałoby lepsze przyłączanie nowych komórek oraz odpowiednie natlenienie i dopływ krwi dostarczającej składniki odżywcze i odprowadzającej odpady. Projekt "Inteligentne i wzmocnione rusztowania tkankowe na potrzeby biomedycyny regeneracyjnej" (Biosca) miał na celu stworzenie nowej generacji materiałów biokompatybilnych charakteryzujących się odpowiednią reaktywnością, pozwalającą na przyłączanie komórek, oraz porowatością umożliwiającą trójwymiarową kolonizację głębokich obszarów rusztowania. Badacze w pierwszej kolejności opracowali nowe materiały biokompozytowe oparte na nanorurkach węglowych i krzemionkach mezoporowatych, które zwiększają przewodność o ponad 8 rzędów wielkości (100 mln razy więcej), co pozwala na pobudzanie elektryczne i uczynnianie tworzących kości komórek (komórek osteoblastopodobnych) przy użyciu znacznie słabszych prądów. Oprócz tego naukowcy zajmowali się systemami hydroksyapatytowymi (HA) umożliwiającymi regenerację kości i integrację implantów kości. HA to występujący w naturze minerał zawierający wapń, który jest jednym ze składników matrycy kostnej. Stworzono nowe powłoki HA o ulepszonej dzięki porom powierzchni (wyobraźmy sobie, o ile więcej wody może zatrzymać gładkie szkiełko w porównaniu ze szkiełkiem z wieloma porami), które nie tylko poprawiają powierzchnię kontaktową służącą do układania nowej tkanki kostnej, ale także umożliwiają umieszczanie biologicznie aktywnych cząsteczek, takich jak czynniki wzrostu, które dodatkowo poprawiają przyczepność i rozwój komórek. Porowatość poprawia także natlenianie tkanek i infiltrację naczyń krwionośnych, które mają istotne znaczenie dla zdrowia żywej tkanki. Doświadczenia in vivo prowadzone na trójwymiarowych piankach HA wykazały ulepszone właściwości mechaniczne, obok właściwości biochemicznych, takiego rozwiązania. Podsumowując, projekt Biosca przyniósł znaczące odkrycia w dziedzinie regeneracji kości, które mogą znaleźć zastosowanie np. w odkażaniu metali ciężkich czy leczeniu nowotworów. Dalsze badania i komercjalizacja tych odkryć mogą przyczynić się do poprawy życia milionów osób cierpiących na choroby mięśniowo-szkieletowe oraz zapewnić przewagę konkurencyjną firmom europejskim.
