Piezoelektrični zavoj brže zacjeljuje napukle kosti

Regeneracija kostiju složen je proces, a postojeće metode za pomoć regeneraciji, suočavaju se s ograničenjima poput visoke cijene.

Istraživački tim južnokorejskog instituta KAIST, predvođen profesorom Seungbumom Hongom s Odjela za znanost i inženjerstvo materijala (DMSE) najavio je razvoj biomimetičke skele koja generira električne signale nakon primjene pritiska korištenjem jedinstvene osteogene sposobnosti hidroksiapatita (HAp), minerala koji se prirodno pojavljuje u kostima.

HAp je osnovni kalcijev fosfatni materijal koji se nalazi u kostima i zubima, a poznato je da ova biokompatibilna mineralna tvar sprječava karijes i često se koristi u pastama za zube.

Prethodne studije o piezoelektričnim potpornim skelama potvrdile su učinke piezoelektriciteta na poticanje regeneracije kostiju i poboljšanje fuzije kostiju u različitim materijalima na bazi polimera, ali su bile ograničene u simulaciji složenog staničnog okruženja potrebnog za optimalnu regeneraciju koštanog tkiva.

Novo istraživanje predlaže novu metodu za korištenje jedinstvenih osteogenih sposobnosti HAp-a za razvoj materijala koji oponaša okolinu za koštano tkivo u živom tijelu.

Istraživački tim razvio je proizvodni proces koji spaja HAp s polimernim filmom. Fleksibilna i samostojeća skela razvijena kroz ovaj proces pokazala je svoj izvanredan potencijal za promicanje regeneracije kosti kroz in vitro i in vivo pokuse na štakorima.

Tim je također identificirao principe regeneracije kosti na kojima se temelji njihova skela. Koristeći mikroskopiju atomske sile (AFM), analizirali su električna svojstva skeleta i procijenili detaljna površinska svojstva povezana s oblikom stanice i stvaranjem proteina staničnog skeleta. Također su istraživali učinke piezoelektriciteta i svojstava površine na ekspresiju faktora rasta.

Profesor Hong je rekao: "Razvili smo piezoelektrični kompozitni materijal na bazi HAp-a koji može djelovati poput 'koštanog zavoja' svojom sposobnošću da ubrza regeneraciju kostiju. Ovo istraživanje ne samo da sugerira novi smjer za dizajniranje biomaterijala, već je također značajno jer je istražilo učinke piezoelektriciteta i svojstava površine na regeneraciju kosti."

Studiju objavljenu u časopisu ACS Applied Materials & Interfaces možete pronaći na ovoj poveznici.