Biomateriały znajdują zastosowanie w użytku medycznym już od wielu lat. Potrzeba biokompatybilności (biozgodności) w trosce o zdrowie pacjentów powoduje stale rosnące oczekiwania w stosunku do materiałów stosowanych do produkcji urządzeń diagnostycznych i terapeutycznych, takich jak: cewniki, stenty, implanty. Na pierwszym miejscu stawia się wspomnianą wcześniej bikompatybilność - ciało obce wprowadzane do wnętrza organizmu ludzkiego powinno być neutralne dla tkanek i dobrze się z nimi integrować, nie powinno powodować odczynów zapalnych i jednocześnie gwarantować dobre samopoczucie chorych.

Przedmiotem naszych ostatnich badań stały się implanty kostne, a dokładniej skafoldy (ang. scaffolds). Rozwój chorób nowotworowych, trwałe i nieodwracalne naruszenie struktury tkanek pociągają za sobą badania nad wypełnianiem powstałych ubytków biokompatybilnymi materiałami. Skafoldy mają służyć do uzupełniania kości uszkodzonych na skutek resekcji nowotworów, złamań będących konsekwencją chorób np. osteoporozy lub obrażeń poniesionych w nieszczęśliwych wypadkach. Rusztowania kostne mają tymczasowo zastępować miazgę i stanowić odpowiednie podłoże do rozwoju nowych fragmentów tkanki. Powinny wykazywać dobrą porowatość – umożliwi to penetrację osteoblastów do wnętrza implantu, a także pozwoli ukrwić i unerwić wypełniony ubytek. Porowate struktury powinny być wykonane z materiałów biodegradowalnych. Dzięki temu po spełnieniu roli rusztowań mają ulegać samoistnemu rozkładowi nie powodując przy tym negatywnych dla organizmu ludzkiego konsekwencji.

Koncepcja regeneracji tkanek z wykorzystaniem polimerowych matryc - skafoldów

Obecnie na świecie istnieje kilka technologii wytwarzania skafoldów. Nasze badania koncentrujemy na zastosowaniu do tego celu chitozanu, bądź materiałów kompozytowych zawierających ten właśnie polimer. Chitozan jest naturalnym polisacharydem występującym w ścianach komórkowych grzybów strzępkowych, a na skalę przemysłową uzyskiwany jest z chityny będącej składnikiem pancerzy wszystkich skorupiaków morskich. W badaniach stosujemy różne pod względem masy cząsteczkowej i lepkości rodzaje chitozanu, a sam proces wytwarzania prowadzimy techniką spieniania, aglomeracji kulek wytłoczonych z roztworu polimeru oraz z wykorzystaniem zautomatyzowanego i skomputeryzowanego układu Rapid Prototyping System. Pierwsze wyniki uzyskanych porowatych struktur obrazują zdjęcia, a wstępne posiewy komórek kostnych okazały się pozytywne. W najbliższym czasie planujemy zastosowanie zarówno alternatywnych materiałów, jak i technik wytwarzania skafoldów.

Poniższe zdjęcia przedstawiają próbki opracowanych przez nasze laboratorium metod otrzymywania polimerowych matryc: (1a, b) spienianie, (2a, b) aglomeracja kulek