Biomateriał do regeneracji chrząstek i kości. Nad takim odkryciem pracują naukowcy z Wrocławia

Badania prowadzone są równolegle w trzech krajach, ale to Politechnika Wrocławska została liderem międzynarodowego konsorcjum. Całość koordynuje dr hab. inż. Małgorzata Gazińska, prof. uczelni z Wydziału Chemicznego PWr. Projekt uzyskał finansowanie z programu M-ERA.NET 3, który wspiera badania z obszaru inżynierii materiałowej odpowiadające na współczesne wyzwania medycyny.

Pracujący przy projekcie naukowcy zamierzają stworzyć technologię, która ma pomóc pacjentom cierpiącym na uszkodzenia stawów. – Naszym głównym celem jest zaprojektowanie i wytworzenie innowacyjnego implantu bioaktywnego oraz opracowanie technologii regeneracyjnej do skutecznego gojenia pogranicza tkanki kostnej i chrzęstnej – wyjaśnia prof. Małgorzata Gazińska.

Odkrycie ma zrewolucjonizować obecne metody leczenia, które wciąż nie pozwalają na pełne przywrócenie integracji tych tkanek, co prowadzi do zwyrodnień stawów. Biomateriał ma być wykorzystywany m.in. do leczenia mikrozłamań i urazów osteochondralnych. – Opracowany przez nas materiał, nazwany REGEniq, będzie miał strukturę warstwową, a każda z warstw zostanie zaprojektowana tak, by wspierać regenerację innego typu tkanki – wyjaśnia prof. Małgorzata Gazińska.

Opracowany biomateriał to połączenie różnych bioaktywnych komponentów, które, będąc stopniowo uwalniane, „pokierują” procesem odbudowy zarówno chrząstki, jak i kości. W badaniach zostaną wykorzystane zaawansowane rozwiązania, takie jak farmakologiczna mobilizacja komórek macierzystych i użycie peptydów naprowadzających do ich precyzyjnej rekrutacji, a także bezpieczne fotosieciowanie, zapewniające stabilność strukturalną materiału. Dla opracowanych biomateriałów zbadana zostanie efektywność stymulacji regeneracji tkanek w procesie mechanotransdukcji.

Naukowcy z Politechniki Wrocławskiej odpowiadają za opracowanie i wytworzenie samego biomateriału oraz jego poszczególnych warstw. – Będziemy optymalizować ich skład tak, aby uzyskać odpowiednią kinetykę uwalniania składników bioaktywnych oraz właściwości mechaniczne i lepkosprężyste zbliżone do naturalnych tkanek – tłumaczy prof. Gazińska. – To właśnie te parametry decydują o skuteczności regeneracji. Materiał musi nie tylko dostarczać odpowiednich sygnałów biologicznych, ale też „pracować” razem z organizmem. Wyzwaniem będzie z pewnością trwałe połączenie warstw w taki sposób, by implant nie rozwarstwiał się pod wpływem obciążeń – dodaje koordynatorka projektu REGENESIS.

Poza naukowcami z Wrocławia w projekt zaangażowane są też zespoły z Uniwersytetu Gdańskiego pod kierownictwem prof. Sylwii Rodziewicz-Motowidło, Polbioniki (dr Marta Klak) i Instytutu w Lublanie (prof. Marija Vucomanovic). W Kanadzie naukowcy z zespołu prof. Diego Mantovani sprawdzą, jak materiał zachowuje się pod obciążeniem i jak reagują na niego komórki, natomiast testy biologiczne zostaną przeprowadzone na Uniwersytecie Łódzkim pod kierownictwem dr Aleksandry Szwed-Georgiou.