Nowe rusztowania do leczenia zwyrodnieniowych chorób kości
Choroba zwyrodnieniowa stawów i osteoporoza powodowane są przez różne procesy mechaniczne i biologiczne modyfikujące homeostazę tkanki chrzęstnej. Zmiany te są przyczyną postępowej degeneracji i stwardnienia chrząstek stawowych oraz kości podchrzęstnej, deformacji całej struktury kości i osłabienia kości. Obecnie stosowane środki farmakologiczne i implanty są mało skuteczne i często słabo tolerowane przez organizm. W tym kontekście finansowany ze środków UE projektu OPHIS ("Composite phenotypic triggers for bone and cartilage repair") ma na celu stworzenie nowych, syntetycznych biomateriałów do regeneracji kości u chorych na chorobę zwyrodnieniową stawów i osteoporozę. Biomateriały tworzone przez konsorcjum OPHIS są oparte na wyjątkowym połączeniu rusztowania biopolimerowego z nanostrukturami wzorowanymi na macierzach pozakomórkowych (ECM) tkanki kostnej lub chrzęstnej. Jednocześnie, rusztowania te wspierają procesy chemiczne i biochemiczne osteoblastów i chondrocytów. Nowatorstwo omawianych bioaktywnych i biomimetycznych substytutów polega na ich teksturze i sposobie wstrzykiwania. Partnerzy projektu tworzą elastyczne struktury w postaci hydrożelu, które można będzie wszczepiać przy pomocy minimalnie inwazyjnych zabiegów lub wstrzykiwać w chore miejsca. Jeżeli chodzi o rusztowania przeznaczone do stosowania w chorobie zwyrodnieniowej stawów, przetestowano różne macierze makrocząsteczkowe i zmineralizowano je przy pomocy biomimetycznych nanocząsteczek hydroksyapatytowych, tak aby imitowały rożne miejsca obszaru chrzęstno-kostnego. Stworzone przez badaczy cementy kostne wspomagają przewodnictwo kostne i są oparte na fosforanach wapnia. Pasty ceramiczne będą twardnieć w kontakcie z płynami fizjologicznymi w czasie poniżej 20 minut. Za skuteczny środek przeciwko osteoporozie uznawany jest stront (Sr), który pobudza aktywność osteoblastów i zapobiega resorpcji kości. Naukowcy mają nadzieję, że zastosowanie jonów strontu w rusztowaniach hydrożelowych będzie wspomagać regenerację kości. W połączeniu z nanokulkami funkcjonalizowanymi za pomocą czynników osteogenicznych, angiogenicznych i innych czynników wzrostu, ogólna funkcjonalizacja trójwymiarowych rusztowań OPHIS ma wspomagać różnicowanie komórek. Po testach in vitro, mających na celu sprawdzenie zgodności komórkowej, biomateriały opracowane przez konsorcjum OPHIS mają ogromny potencjał badawczy i mogą znaleźć zastosowanie w leczeniu degeneracyjnych schorzeń kości.
