Akceptuję
W ramach naszej witryny stosujemy pliki cookies w celu świadczenia państwu usług na najwyższym poziomie, w tym w sposób dostosowany do indywidualnych potrzeb. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczone w Państwa urządzeniu końcowym. Możecie Państwo dokonać w każdym czasie zmiany ustawień dotyczących cookies. Więcej szczegółów w naszej Polityce Prywatności

Zamknij X
Reklama1
Strona główna Biznes laboratoryjny

Postępy w projektowaniu biomateriałów i walidacji tkanek

Ostatnio, dzięki konsorcjum BIODESIGN, poczynionych zostało kilka postępów w dziedzinie projektowania biomateriałów i walidacji tkanek. Aktualnie partnerstwo 19 zespołów badawczych i klinicznych z ośrodków akademickich, małych przedsiębiorstw biotechnologicznych i dużych koncernów farmaceutycznych projektuje i opracowuje nowatorskie podejścia terapeutyczne, aby pomóc w leczeniu uszkodzeń urazowych i chorób zwyrodnieniowych ludzi oraz w łagodzeniu ich cierpienia.

Krok naprzód w projektowaniu biomateriałów zrobił zespół badawczy z UCL (University College London), Zjednoczone Królestwo, pracujący pod kierunkiem profesora Roberta Browna. Zespół zajął się jednym z najpoważniejszych problemów w stosowaniu biomateriałów na bazie kolagenu do naprawy tkanek. Polega on na tym, że w przypadku zastosowania materiałów z czynnikami wzrostu i komórkami, taka "mieszanka" może rozrastać się we wszystkich kierunkach, co jest wbrew ścisłemu wyrównaniu i umiejscowieniu, jakie zachodzi w czasie rozwoju tkanki. To oznacza, że materiał wykorzystywany do naprawy tkanek powinien zapewniać zarówno komponenty strukturalne, jak i wyznaczać kierunek naprawy, aby umożliwić integrację funkcjonalną z otaczającą tkanką. Poprzez połączenie sprężania i fotodynamiki - metod mieszania wykorzystujących światło - zespołowi Browna udało się stworzyć wysoce ustrukturyzowany system materiałowy, który można dostosować do wielu złożonych tkanek.

Podobne badania prowadzi zespół Oommena Varghese'a z Uniwersytetu w Uppsali, Szwecja. Przeprowadzone prace badawcze dotyczyły zastosowania biomateriałów na bazie naturalnie występujących molekuł z macierzy pozakomórkowej. Zespół opracował wysoce wszechstronny system, który nadaje się do wykorzystania w metodach terapeutycznych. Powstały wstrzykiwalne hydrożele z nastawialną kinetyką uwalniania białek terapeutycznych na bazie pewnych struktur molekularnych - kwasu hialuronowego i glikozoaminoglikanów - wspomagających naprawę tkanek.

Zespół z Uniwersytetu w Nottingham, pracujący pod kierunkiem profesora Kevina Shakesheffa wraz z zespołem z Uniwersytetu w Uppsali stworzył serie biomateriałów dostosowanych do leczenia konkretnych chorób kości. W ten sposób otwierają się realne opcje obejmujące wszystkie możliwe choroby kości. Materiały stosowane w chorobach kości koncentrowały się zazwyczaj na dużych kościach i czaszce. Tego typu materiały nie są najlepiej dostosowane do mniejszych kości, które są równie ważne, jak np. tych znajdujących się w uchu. Zespół Shakesheffa opracował biodegradowalne rusztowanie dostosowane do regeneracji komórek powietrznych kości ucha. Wedle wiedzy naukowców to pierwsze rusztowanie do tego typu zastosowania, które można umieścić w jamie i które twardnieje w organizmie. Zespół z Uppsali połączył istniejące materiały z fosfonianami - typową postacią leku stosowaną w leczeniu osteoporozy - aby otrzymać dwa nowe rodzaje materiałów. Pierwszy pomaga w prawidłowym formowaniu struktury podtrzymującej, a drugi wspomaga doskonalenie, ochronę i pobudzanie rozwoju i interakcji komórek.

Zespoły z AO Foundation, Szwajcaria, i z Uniwersytetu w Southampton, Zjednoczone Królestwo, rozpoczęły poszukiwanie bardziej informatywnych rozwiązań, aby dostarczyć skorelowane dane, które umożliwią prawidłowy proces decyzyjny w toku opracowywania terapii tkanek człowieka. Kierowany przez Martina Stoddarta zespół ze Szwajcarii przyjrzał się także komórkom wykorzystywanym w początkowych próbach, aby ocenić, czy materiały mogą pobudzić wytwarzanie kości. Zespołowi udało się rozpoznać dwie uwiecznione linie komórkowe, które ściśle odpowiadają komórkom człowieka. W ten sposób wskazane zostały komórki, które wymagają bardziej dogłębnej analizy w toku przyszłych badań. Wyłącznie te materiały, które zapewniają pożądane wyniki powyżej wymaganych progów dla wymaganej skuteczności materiału powinny być uwzględniane w dalszych pracach rozwojowych.

Zespół profesora Richarda Oreffo z Uniwersytetu w Southampton dążył do ustalenia tańszych, szybszych i bardziej informatywnych modeli na potrzeby strategii projektowania naprawy tkanek. Ponownie przeanalizował hodowle kości kurcząt jako fazę pośrednią pomiędzy testami komórek a badaniami na myszach. Kości kurcząt można chirurgicznie usunąć i hodować na płytkach Petriego, a efekty materiałów pobudzających naprawę kości testowanych pod kątem zróżnicowanej i unikatowej reakcji na bodźce egzogenne zapewniają atrakcyjny model do testowania czynników wzrostu i terapii przesiewowych. Dzięki tej metodzie liczba materiałów wprowadzanych do modeli zwierzęcych znacznie maleje, pozwalając przez to szybciej, taniej i bardziej etycznie uzyskać informacje o skuteczności.

Badania nad walidacją tkanek mięśni szkieletowych przeprowadził zespół z UCL, pracujący pod kierunkiem profesora Giulio Cossu. Naukowcy, we współpracy z zespołem profesora Droa Seliktara z Technion - Izraelskiego Instytutu Technologii - finalizują pierwsze serie przedklinicznych doświadczeń, łączących komórki macierzyste mięśni z biomateriałami. Zidentyfikowano dwa sygnały rozwoju i jeden czynnik wzrostu, które mogą mieć istotny wpływ na komórki mięśniowe w samej tkance, determinując i modyfikując ich zachowanie. Mimo iż komórki i materiał są testowane oddzielnie w ramach prób klinicznych, istnieje potencjał na ich szybkie połączenie i rozpoczęcie badań na ludziach.

Są to dopiero pierwsze rundy badań, a więc zapowiada się ciekawie. Optymalizacja rodzajów komórek, nowsze materiały i precyzyjniejsze czynniki wzrostu oraz sygnały rozwoju zintegrowane w ramach jednej terapii są przyszłością tego typu ścieżki terapeutycznej. Jako takie torują drogę nowym podejściom opracowywanym w toku projektu BIODESIGN.

Projekt BIODESIGN odpowiada na poważne zapotrzebowanie na ramy naukowo-technologiczne i protokoły do przeprowadzania selekcji i dostosowywania szybszych i tańszych, funkcjonalnych biomateriałów. Ma na celu skuteczne wykorzystanie podejścia "modułowego" do prowadzenia produkcji materiałów, wykorzystanie technologii wspomagającej i wreszcie zademonstrowanie owych nowatorskich materiałów i technologii europejskim inwestorom. Projekt jest współfinansowany z budżetu 7PR, a koordynatorem prac badawczych jest profesor Jons Hilborn z Uniwersytetu w Uppsali, Szwecja.

"Opublikowane wyniki służą za pierwsze, publiczne demonstracje wagi i oddziaływania pierwotnego planu BIODESIGN. Wykazaliśmy już brak korelacji między wynikami klinicznymi u ludzi a historycznymi próbami rozwojowymi, stosowanymi na etapie prac przedklinicznych i czynimy obecnie postępy w racjonalnym projektowaniu realnych terapii regeneracyjnych, opartych na rozpoznanych potrzebach pacjentów i najnowszej wiedzy. Mimo iż nadal nieco z dala od kontekstu klinicznego, podwaliny położone przez partnerów są niezwykle solidne i niezwykle obiecujące na przyszłość" - stwierdza profesor Hilborn.

Więcej informacji:

BIODESIGN, http://www.biodesign.eu.com/
Karta informacji o projekcie: http://cordis.europa.eu/projects/rcn/101537_pl.html


Źródło: www.cordis.europa.eu


Tagi: biomateriał, tkanka, lab, laboratorium, biotechnologia, fotodynamika, sprezanie
Drukuj PDF
wstecz Podziel się ze znajomymi

znajdz nas na fcb
Informacje dnia: Stypendia naukowe dla wybitnych młodych naukowców Nanomateriały pomagają w oczyszczaniu wody Pływanie zmniejsza ryzyko zgonu Męska płodność na poziomie molekularnym 16 mln euro dla naukowców zajmujących się żywnością Innowacyjne cewniki medyczne Stypendia naukowe dla wybitnych młodych naukowców Nanomateriały pomagają w oczyszczaniu wody Pływanie zmniejsza ryzyko zgonu Męska płodność na poziomie molekularnym 16 mln euro dla naukowców zajmujących się żywnością Innowacyjne cewniki medyczne Stypendia naukowe dla wybitnych młodych naukowców Nanomateriały pomagają w oczyszczaniu wody Pływanie zmniejsza ryzyko zgonu Męska płodność na poziomie molekularnym 16 mln euro dla naukowców zajmujących się żywnością Innowacyjne cewniki medyczne

Partnerzy

GoldenLine Fundacja Kobiety Nauki Warszawskie Stowarzyszenie Biotechnologiczne (WSB) „Symbioza” Obywatele Nauki NeuroSkoki Biomantis Uni Gdansk MULTITRAIN I MULTITRAIN II Nauki przyrodnicze KOŁO INZYNIERÓW PB ICHF PAN FUNDACJA JWP NEURONAUKA BIOOPEN 2016 QDAY Mlodym Okiem Nauka w Polsce CITTRU - Centrum Innowacji, Transferu Technologii i Rozwoju Uniwersytetu Akademia PAN Chemia i Biznes Farmacom Świat Chemii Forum Akademickie Biotechnologia     Geodezja „Pomiędzy naukami – zjazd fizyków i chemików” WIMC WARSZAWA 2016 Konferencja Biomedyczna Projektor Jagielloński Instytut Lotnictwa EuroLab