Kırık Kemikleri Daha Hızlı İyileştirebilen Yeni Bir Bandaj Geliştirildi
Kemik iyileşmesinin geleceğinde piezoelektrik ve doğal minerallerden yararlanan ‘kemik bandajları’ yer alabilir.
Araştırmacılar, sadece farelerde hasarlı kemikleri yenilemekle kalmayıp aynı zamanda insanlarda kemik rejenerasyonunu dönüştürme vaadinde bulunan öncü bir “kemik bandajını” tanıttı.
Koreli bilim insanları tarafından geliştirilen bu biyomimetik iskele, piezoelektrik malzemeleri ve kemiklerde doğal olarak bulunan bir mineral olan hidroksiapatitin (HAp) büyümeyi teşvik edici özelliklerini bir araya getiriyor.
KAIST araştırmacılarının benimsediği yenilikçi yaklaşım, kulağa bilim kurgu gibi gelse de, basınç uygulandığında elektrik sinyalleri üreten bağımsız bir iskeleden ibaret.
Mekanik strese yanıt olarak elektrik yükü üreten piezoelektrik malzemelerin kemik onarımında rol oynadığı uzun zamandır biliniyor. Ancak HAp’ın entegrasyonu bu kavramı yepyeni bir seviyeye taşıyor.
Kemik gücünü ve rejenerasyonunu artırmadaki rolü zaten bilinen bir mineral olan hidroksiapatit, dişleri güçlendirmek için diş macunundan kemik greftleri için biyomalzemelere kadar çeşitli uygulamalarda kullanılmıştır.
Araştırmacılar, piezoelektrik özelliklere ve vücudun hücre dışı matrisini taklit eden bir yüzeye sahip bir iskele oluşturmak için HAp’yi bir polimer film olan poliviniliden florür-ko-trifloro etilen (P(VDF-TrFE)) ile birleştirdi.
Simüle edilmiş ortamlarda HAp içeren ve içermeyen iskeleler arasındaki karşılaştırmalar etkileyici sonuçlar ortaya koydu. HAp iskelelere hücre bağlanması %10 ila %15 daha yüksekti ve beş günlük hücre kültüründen sonra hücre çoğalması %20 ila %30 daha yüksekti.
Ayrıca, HAp iskelelerde kemik oluşumu süreci olan osteogenez seviyeleri yaklaşık %30 ila %40 daha yüksekti; bu da HAp’ın iskelenin piezoelektrik özelliklerini geliştirebileceğini ve doku rejenerasyonuna elverişli bir ortam yaratabileceğini düşündürüyor.
Kemik hasarlarında altı haftalık iskele uygulamasından sonraki belirgin rejenerasyon
Gerçek test, araştırmacılar HAp/P(VDF-TrFE) iskelelerini kafatası kemiği hasarı olan farelere implante ettiklerinde ortaya çıktı. İskeleler altı hafta boyunca deforme olmadan yerinde bırakıldı ve sonuçlar dikkat çekiciydi.
HAp iskeleli fareler, kontrol gruplarına kıyasla önemli ölçüde gelişmiş kemik rejenerasyonu sergiledi ve enfeksiyon veya enflamatuar yanıtlar gibi herhangi bir yan etki gözlenmedi.
Çalışmanın yazarlarından Seungbum Hong, “Kemik rejenerasyonunu hızlandırma kabiliyeti sayesinde bir ‘kemik bandajı’ gibi hareket edebilen HAp bazlı piezoelektrik kompozit bir malzeme geliştirdik” diyerek bu gelişmeden duyduğu heyecanı dile getirdi.
Bu araştırma sadece biyomateryal tasarımı için yeni kapılar açmakla kalmıyor, aynı zamanda piezoelektrik ve yüzey özelliklerinin kemik rejenerasyonu üzerindeki potansiyel etkisini de araştırıyor.
ACS Applied Materials & Interfaces dergisinde yayınlanan çalışma, rejeneratif tıp alanında önemli bir sıçramaya işaret ediyor.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Kırık Kemikleri Daha Hızlı İyileştirebilen Yeni Bir Bandaj Geliştirildi
Hafızayı Kaybetmenin Yeni Nedeni: Enjeksiyonlarla Bulaşan Alzheimer