Ostatnie badania podkreśliły kluczową rolę maleńkich, nieorganicznych cząstek i zaawansowanych biomateriałów w medycynie mającej na celu naprawę uszkodzonych tkanek i narządów. Ta szybko rozwijająca się dziedzina korzysta z innowacji w nanotechnologii, nauce projektowania i wykorzystania wyjątkowo małych materiałów na poziomie molekularnym lub atomowym. Przegląd prowadzony przez dr Nabanitę Saikia z Nowego Meksyku Highlands University analizuje, w jaki sposób materiały te zapewniają struktury wspierające, zwiększając szanse na udaną regenerację tkanek. Prace zostały opublikowane w czasopiśmie Inorganics.
Zabiegi medyczne, które koncentrują się na regeneracji tkanek, łączą badania komórek macierzystych, badanie specjalnych komórek, które mogą przekształcić się w różne rodzaje tkanek ciała i pomóc w naprawie uszkodzeń, z zaprojektowanymi materiałami w celu opracowania nowych sposobów leczenia urazów, uszkodzeń związanych z wiekiem i długoterminowymi chorobami. Cząstki i biomateriały nieorganiczne oferują ekscytujące możliwości, ponieważ można je dostosować pod względem wielkości, kształtu i stabilności. „Materiały te działają lepiej niż tradycyjne syntetyczne, ponieważ są bardziej kompatybilne z ludzkim ciałem i bardziej skuteczne w zastosowaniach medycznych”, zauważył dr Saikia. Badania przygląda się, w jaki sposób te materiały wspierają terapie komórek macierzystych, naprawę nerwów, sztuczną skórę i gojenie się chrząstki oraz struktury tkanek z nadrukiem 3D.
Jednym z najważniejszych ustaleń jest to, że te materiały nieorganiczne pomagają komórek rosnąć i rozwijać się w różne rodzaje tkanek. Ponieważ ich powierzchnie mogą być dostosowane do określonych potrzeb, zapewniają przyjazne środowisko do przyczepności i rozmnażania się. Na przykład substancje takie jak hydroksyapatyt, minerał znajdujący się w kościach i zębach, który pomaga wzmocnić i wspierać ich strukturę, oraz szkło bioaktywne, materiał, który może wiązać się z naturalną kością i stymulować gojenie, są powszechnie stosowane w naprawie kości. Dodatkowo stwierdzono, że małe cząsteczki metali, takie jak złoto i srebro, walczą z bakteriami, zmniejszając ryzyko zakażenia implantów medycznych.
Badanie podkreśla również pewne wyzwania związane z stosowaniem tych materiałów w prawdziwych zabiegach medycznych. Chociaż wykazują duży potencjał, naukowcy nadal badają swoje długoterminowe wpływ na ciało, aby zapewnić, że są całkowicie bezpieczne. „Uczenie się więcej o tym, jak materiały te oddziałują z ludzkimi tkankami, jest niezbędne, aby upewnić się, że dobrze działają w leczeniu medycznym” – wyjaśniła dr Saikia. Naukowcy pracują również nad rozwijaniem bezpieczniejszych, biodegradowalnych wersji w celu rozwiązania tych problemów.
Idąc naprzód, kombinacja materiałów nieorganicznych z najnowocześniejszymi technikami, takimi jak drukowanie 3D, technika budująca obiekty warstwy za pomocą cyfrowych projektów, umożliwiające precyzyjne i dostosowane struktury, zmieni przyszłość naprawy tkanki. Te nowe technologie mogą tworzyć materiały, które naśladują strukturę prawdziwych ludzkich tkanek, dzięki czemu zabiegi są bardziej skuteczne. Eksperci uważają, że dalsze postępy w tym obszarze doprowadzą do bezpieczniejszych i szerzej stosowanych rozwiązań medycznych.
Badanie to jest ważnym krokiem w wprowadzeniu nanotechnologii w leczenie. Korzystając ze specjalnych właściwości tych materiałów nieorganicznych, naukowcy otwierają drzwi do nowych postępów medycznych, które mogą poprawić odzyskiwanie i gojenie u pacjentów potrzebujących naprawy tkanki.
Referencje dziennika
Saikia N., „Nanocząstki i biomateriały nieorganiczne jako biokompatybilne rusztowania dla medycyny regeneracyjnej i inżynierii tkankowej: aktualne postępy i trendy rozwoju”. Inorganics, 2024, 12, 292. DOI: https://doi.org/10.3390/inorganics12110292
O autorze
Nabanita SaikiaChemik obliczeniowy i teoretyczny z mistrzem chemii fizycznej oraz doktorat z chemii obliczeniowej i teoretycznej. Jestem asystentem chemii fizycznej i obliczeniowej na Uniwersytecie Highlands Uniwersytetu w Nowym Meksyku. Moje badania mosty fundamentalną chemię i zaawansowane techniki obliczeniowe, zajmujące się kluczowymi pytaniami na temat zachowań biomolekularnych i brukowania nowych możliwości zastosowania w bioczujaniu, samoorganizacji molekularnej i dostarczaniu leków. Moje badania koncentrują się na modelowaniu i symulacji hybrydowych układów hybrydowych biomolekuli i dynamice konformacyjnej wewnętrznych białek (IDP) i wieloominowych białek rusztowania sygnalizacyjnego. Jestem pasjonatem interdyscyplinarnej współpracy i mentoringu, zapewniając, że moja praca wykracza poza laboratorium do inspirowania i przygotowania następnego pokolenia naukowców.
Wprowadzam ponad pięć lat doświadczenia w nauczaniu w szerokim spektrum przedmiotów, od chemii ogólnej i wprowadzającej do zaawansowanych kursów chemii fizycznej, chemii kwantowej, kinetyki chemicznej, biofizyki obliczeniowej i chemii obliczeniowej.
Służę jako członek redakcji raportów naukowych (Nature Publishing Group), Redaktor na rzecz rozpoznawania molekularnego (Granice w bioscience molekularnej), Redaktor akademicki PLOS One oraz redaktor recenzji koaceerwatów i kondensatów biologicznych (Granice w biofizyce) i biologia strukturalna (Granice w bioscience molekularnej). W uznaniu mojego wkładu w naukę zostałem wybrany jako pełny członek Sigma XI, Scientific Research Honor Society i wprowadzony do prestiżowego markiza markiza Who’s Who biograficznego.
Obecnie pełniłem funkcję wiceprezesa – prezydenckiej linii Akademii Nauki w Nowym Meksyku. W tej roli przywódczej pracuję nad osiągnięciem misji promowania edukacji naukowej, wspierania badań naukowych i budowania powiązań w społeczności naukowej w stanie Nowy Meksyk. Jestem aktywnie zaangażowany w przyczynianie się do programów pomocy akademii i inicjatyw współpracy, zapewniając, że nauka pozostaje kamieniem węgielnym postępu edukacyjnego i społecznego.
