Oamenii (si majoritatea animalelor) au o anumita capacitate de a vindeca ranile si ranile. In mod normal, deschiderile epidermei prin procese mecanice urmeaza un mecanism previzibil de vindecare la nivel medical: formarea unui cheag, inflamatie, proliferarea celulara si diferentierea noilor tulpini, cu scopul de a remodela tesutul si a-l readuce la starea initiala. in cat mai mult posibil.
In orice caz, nu numai epiderma este reparata. Consolidarea osoasa si mobilizarea celulelor satelit ale miocitelor (in os si respectiv in muschi) sunt exemple de alte mecanisme fiziologice care incearca sa repare microrupturile si fracturile din sistemul nostru musculo-scheletic.
De exemplu, atunci cand exista o fractura la un os, corpurile celulare (osteocite, osteoblaste, osteoclaste si celule osteoprogenitoare) secreta si remodeleaza matricea osoasa, pentru a se asigura ca osul isi revine forma normala in cel mai scurt timp posibil. Imbunatatirea semnificativa poate fi observata de obicei in 6 pana la 8 saptamani.
Din pacate, nu toate tesuturile se vindeca bine, iar unele le lipsesc total capacitatea de regenerare perfecta, cum este cazul inimii sau altor organe. Pentru a contesta limitele capacitatilor fiziologice ale fiintei umane si pot salva milioane de vieti, biomaterialele au ajuns in vremurile noastre . Aflati totul despre ei, pentru ca viitorul medicinei este cel putin promitator.
Ce sunt biomaterialele?
Un biomaterial, din punct de vedere medical, este orice material natural sau sintetic destinat a fi introdus in tesutul viu, in special ca parte a unui element sau implant chirurgical . La nivel fiziologic, aceste materiale au proprietati unice in comparatie cu restul, deoarece pot fi puse in contact imediat cu tesutul viu fara a provoca raspunsuri imune negative la pacient.
In plus, trebuie remarcat faptul ca biomaterialele nu isi realizeaza functia prin segregarea substantelor farmacologice si nu depind de metabolismul de catre organism pentru a obtine efectul dorit (altfel, am vorbi despre medicamente). Simpla sa functionalitate si magia consta in a fi (si a se adapta) la locul potrivit, deoarece in mod ideal ele servesc la inlocuirea oricarui tesut dur sau moale care a suferit un anumit tip de deteriorare. Pe langa utilizarea lor tipica, ele sunt din ce in ce mai folosite ca metode de diagnostic si alte evenimente clinice.
Prima generatie de biomateriale a fost conceputa in aproximativ 1940, cu un varf de utilitate si functie in anii 1960 si 1970. Pe masura ce materialele si cunostintele medicale s-au perfectionat, capacitatile acestor elemente s-au imbunatatit in timp, dand nastere a doua si a treia. compusi de generatie. Unele dintre proprietatile sale ideale sunt urmatoarele:
- Proprietati mecanice adecvate: un biomaterial foarte rigid nu poate fi introdus intr-un tesut natural liber, deoarece functionalitatea sa corecta ar fi impiedicata.
- Rezistenta la coroziune in mediu apos: corpul uman este 60% apa. Prin urmare, este esential ca biomaterialul sa fie rezistent la stresul hidric.
- Nu trebuie sa favorizeze toxicitatea locala sau evenimentele carcinogene in tesutul in care este plasat.
- Din a doua generatie s-a cautat ca materialele sa fie si bioactive. Acestea trebuie sa induca un raspuns fiziologic care sa sustina functia si performanta biomaterialului.
- O alta dintre noile caracteristici cautate este aceea ca unele dintre materiale au fost capabile sa fie reabsorbite. Aceasta inseamna ca acestea dispar sau se modifica drastic in timp si pot fi metabolizate de organism.
- In cele din urma, se asteapta in prezent unele dintre ele sa stimuleze raspunsuri specifice la nivel celular.
Dupa cum va puteti imagina, proprietatile ideale ale unui biomaterial depind in intregime de functionalitate . De exemplu, un chirurg poate dori ca un surub aplicat pentru fixarea grefei in leziunile ligamentare sa se resoarbe in timp, astfel incat pacientul sa nu fie reoperat. Pe de alta parte, daca biomaterialul inlocuieste o structura vitala, ideea este ca acesta sa fie permanent si sa reziste tuturor inclementelor ecosistemului organismului.
In plus, unele biomateriale sunt interesante din punct de vedere celular, deoarece isi pot dezvolta cresterea si diferentierea . De exemplu, unele cristale bioactive de a treia generatie sunt concepute pentru a activa anumite gene in celulele tesuturilor deteriorate, pentru a promova regenerarea rapida. Pare o tehnologie preluata dintr-un viitor distopic, dar asta este o realitate astazi.
Tipuri de biomateriale
Pentru ca toate cele de mai sus sa nu ramana o serie de concepte eterice, prezentam dovezi ale utilitatii biomaterialelor. Nu le putem acoperi pe toate (pentru ca lista este foarte lunga), dar le colectam pe unele dintre cele mai interesante. Nu rata.
1. Ceramica cu fosfat de calciu
Ceramica poroasa cu fosfat de calciu poate fi folosita pentru a repara anumite defecte intraoase, deoarece sunt netoxice, biocompatibile cu organismul si nu modifica semnificativ nivelurile de calciu si fosfor din sange . In orice caz, deoarece bioceramica este extrem de dure si se degradeaza foarte lent, este de obicei necesara combinarea lor cu polimeri biodegradabili pentru a obtine rezultate mai bune.
Acest tip de implant este folosit pentru a promova recuperarea osoasa in fracturi, de exemplu. Ca fapt curios, s-a observat ca impregnarea acestor biomateriale cu celule stem mezenchimale poate promova regenerarea tisulara mai rapida si mai rafinata la anumite animale. Dupa cum puteti vedea, un biomaterial nu este doar un mineral sau un compus, ci un amestec de elemente organice si anorganice care incearca sa gaseasca echilibrul perfect pentru a-si atinge functionalitatea.
2. Cristale bioactive
Cristalele bioactive sunt ideale si pentru anumite procese regenerative la nivel osos, deoarece rata lor de degradare poate fi controlata, secreta anumite materiale ionice cu potential osteogen si au o afinitate mai mult decat corecta cu tesutul osos . De exemplu, studii multiple au aratat ca unele cristale bioactive promoveaza activarea osteoblastelor, celule ale tesutului osos care secreta matricea intercelulara care confera oaselor rezistenta si functionalitatea.
3. Suruburi absorbabile bicorticale
Placile si suruburile resorbabile pe baza de acizi polilactic si poliglicolic sunt la ordinea zilei, deoarece inlocuiesc din ce in ce mai mult elementele dure din titan care au cauzat atat de multe probleme la leziunile de sudura .
De exemplu, poliglicolatul este un material puternic, non-rigid, care nu se destrama si ofera o buna siguranta ca bont in timpul suturii. Aceste materiale depasesc cu mult titanul, deoarece provoaca mult mai putin disconfort pacientului, sunt mai putin costisitoare si nu necesita indepartarea chirurgicala.
4. Plasturi de biomaterial
Pana acum am mentionat biomateriale care sunt folosite pentru regenerarea osoasa, dar sunt folosite si in tesuturile moi. De exemplu, Institutul National de Imagistica Biomedicala si Bioinginerie dezvolta plasturi de alginat, fabricati din alge brune, ca etansanti terapeutici pentru a trata infiltratiile pulmonare de la traumatisme, interventii chirurgicale sau afectiuni precum pneumonia si fibroza chistica .
Rezultatele acestor tehnologii sunt promitatoare, deoarece se pare ca plasturii de alginat raspund bine la presiuni similare cu cele exercitate de plamani si ajuta la regenerarea tesuturilor in aceste organe atat de esentiale pentru viata.
5. „Bansaj” cu hidrogel pentru arsuri
Persoanele care sufera de arsuri grave traiesc intr-o adevarata agonie atunci cand bandajele lor sunt manipulate si, in plus, acestea intarzie cresterea epidermei si regenerarea tesuturilor. Prin utilizarea hidrogelurilor care sunt in prezent studiate, aceasta serie de probleme ar putea disparea.
Hidrogelul ar actiona ca o pelicula ideala pentru a preveni infectiile si degradarea cauzate de inclementele mediului in rana . In plus, se poate dizolva datorita anumitor proceduri controlate si expune leziunea fara stresul mecanic pe care acest lucru il presupune. Fara indoiala, acest lucru ar imbunatati infinit sederea in spital a pacientilor cu arsuri grave.
Relua
Tot ceea ce v-am spus nu se bazeaza pe presupuneri si ipoteze: multe dintre aceste materiale sunt deja utilizate astazi, in timp ce altele sunt in prezent dezvoltate in mod activ .
Dupa cum puteti vedea, viitorul medicinei este, cel putin, promitator. Odata cu descoperirea si rafinarea biomaterialelor, se deschid posibilitati infinite, de la reabsorbtia suruburilor si suturilor pana la integrarea elementelor in tesuturi care favorizeaza activarea propriilor mecanisme de vindecare. Fara indoiala, realitatea depaseste fictiunea in domeniul medicinei.
