Імпланти з біоскла

Винахід біоскла сталося в 1969-му році. Його відкрив вчений  з Америки Ларрі Хенч. Британські медики  першими застосували деякі найбільш революційні інновації з нового матеріалу - біоскла - в різних медичних галузях, від стоматологічних клінік до ортопедії в хірургії. Безліч людей використовують біоскло практично кожен день і не знають про це. Воно включено до складу зубних паст. З 2010-го року «шпаклівкою» збіологічно активного скла доповнили склад зубної пасти «Sensodyne Repair and Protect». До сих пір це є наймасовішим методом використання біоактивного скла як такого.

Під час чищення зубів даними пастами, відбувається розчинення біоскла з виділенням іонів кальцію фосфату, що зв'язуються з різними мінералами, які містяться в тканинах зуба.

Таким чином, зубна тканина починає потихеньку відновлюватися. Протягом більш ніж десяти років біоскло застосовувалося в хірургії під виглядом порошкоподібної речовини для того, щоб усунути дефекти кісткової тканини при наявності незначних пошкоджень. Медики висувають припущення, що теперішні можливості використання цього матеріалу - тільки незначна частина його потенціалу. Триває розробка нових продуктів, які буде можливо застосовувати в медицині для революційних досягнень в області лікування кістково-суглобових патологій.

Імплантати з нього тепер вставляються в кістки ніг в місцях серйозних переломів. При цьому воно здатне тримати навантаження від ваги людини, даючи йому можливість пересуватися без використання милиці. Більше немає потреби вставляти допоміжні пластини з металу або інші імпланти.

До того ж, одночасно з цим, «пружні» біоскла стимулює процеси відновлення кісткових структур, розмірено і природно засвоюючи тілом людини.

«Пружні» біологічно активну скло не має загальних параметрів з віконними. «Якщо перед нами поставлена мета регенерувати значні ділянки кісткової тканини, особливо при серйозних переломах, необхідно, щоб кістки змогли витримати вагу тіла», - заявляє Джонс. «У той же час потрібно, щоб імплант, який перебуває у вас в кістки, мав можливість передачі певних сигналів клітинам кісток про вашу вагу. Кісткові тканини створюються в нашому організмі за власними потребами - клітинам необхідно «розуміння» механічних особливостей організму. Саме тому для відновлення значного ділянки кісток, клітини повинні отримувати вірні дані.

Внесення подальших змін в хімічний склад біоактивного скла призводять до виникнення нової форми - вона м'якша, тактильно схожа на гуму.

Фахівці сподіваються, що даний біоматеріал здатний допомогти в одному з найскладніших аспектів ортопедії - регенерації тканин хряща. В даний час хірургами робляться спроби відновлення пошкодженої хрящової тканини в стегні пацієнтів з артритами або при пошкодженнях колінного суглоба за допомогою досить складної процедури - «мікрофрактурірованія». Даний спосіб хірургічного втручання, стимулює ріст тканин, дозволяє домогтися всього лише тимчасового результату. Це було підтверджено багатьма професійними спортсменами.

Джонсом було запропоновано дозвіл ситуації - необхідний такий вид біоактивного скла, імпланти з якого можна буде друкувати за допомогою 3D-принтерів для подальшого приміщення в будь-які отвори в хрящах. Для запобігання відторгнення імпланта клітинами тіла, необхідно домогтися від матеріалу наявності всіх природних властивостей хрящової тканини. Щоб перевірити відповідність, Джонсом використовуються колінні суглоби померлих, віддані йому на дослідження.

Використання біоактивного скла здатне допомогти у вирішенні проблем з регенерацією травмованих колін. «Нами використовується імітація механіки ходіння, згинання - всіх тих рухів, які відбуваються коліном пацієнтів, - для переконання в правильному поводженні біоскла. Воно повинно працювати так, як ніби є невід'ємною частиною хрящової тканини, - ділиться науковець. - Якщо методика доведе свою ефективність, нами будуть проведені тестування на тваринах. Слідом за цим ми плануємо перехід на клінічні випробування ».

Дане біологічно активне скло можна буде застосовувати в тих ситуаціях, якщо пацієнти відчувають болю, пов'язані з наявністю гриж між хребетними дисками.

На даний момент пошкоджені диски замінюються хірургами на кістковий трансплантат, зростаються з хребцями. При цьому болі купіруються, але пацієнти відчувають значні обмеження в рухах. Імпланти з біоматеріалів можливо буде друкувати на 3D-принтерах і вставляти на місце пошкоджених дисків. «До сих пір нікому так і не вдалося відтворення всіх механічних властивостей хрящової тканини людини, використовуючи синтетичний матеріал, - говорить учений. - Однак, нам здається, що біоактивне скло впорається з цим ».«Нам слід пред'явити докази можливості цього. У тому випадку, якщо ми доб'ємося успіхів в проходженні всіх необхідних випробувань на безпеку, дані біоматеріали стануть доступні лікарям протягом найближчих десяти років ».

Незважаючи на те, що в даний час створення штучних матеріалів, що володіють здатністю зрощення з тканиною нашого організму, здається фантастикою, - це цілком реально вже сьогодні і вчені з США штат Міссурі з Департаменту науки і технологій у 2009 році розробили продукт MIRRAGEN і представили на ринок в квітні 2017 року Сан-Дієго, штат Каліфорнія, США . В найближчому майбутньому MIRRAGEN стане одним з основних елементів у медицині. MIRRAGEN - це продукт нано-технологій в області тканинної інженерії, виконаний з м'якого, формованого, біосумісного, біологічно активного боратного скла, що представляє собою матрицю, що складається з волокон і кульок. На сьогоднішній день є високоефективним препаратом для лікування важких і тривалонезагоюванних ран. Таким чином, то що вчора ще вважалося фантастикою сьогодні реально працює і відновлює пошкоджені ділянки від кісткової тканини до епідермісу. Продукт MIRRAGEN спочатку розроблявся як спосіб лікування ран у діабетиків, але в процесі апробацій були доведені і інші властивості препарату: 

1. Гемостатична (кровоспинна) — має сильні гемостатичними властивостями завдяки своїй мікроструктурі і вивільненню кальцію. Призначений для зупинки кровотеч шляхом прискорення процесу природного згортання крові і одночасної блокування раневого отвору. Остановкі рясних життєзагрозуючих кровотеч в місцях, де накладення джгута неможливо або нераціонально (шия, пахова область, пахвова і сідничні області). Не вимагає вилучення з поверхні рани. Може використовуватися на всіх етапах процесу загоєння ран (від гемостазу до ремоделювання).
2. Антибактеріальну, так як основна діюча речовина Бор вивільняє в рану активні іони бору для боротьби з патогенними мікроорганізмами ефективний відносно бактерій і грибків in vivo і in vitro.
3. Синтетичний матеріал - виключає можливість передачі збудників захворювань.
4. Не викликає алергії (має небілкову структуру і не викликає алергічних реакцій, як наприклад хітозан або тромбін.)
5. Препарат стимулює природні регенеративні функції організму і сприяє регулюванню природної клітинної активності.
6. Підтримує неоангіогенез за рахунок створення волокнистого сітчастого матриксу.