Биоматериал, также известен как биомедицинский материал, — это материал, который может быть применен для изготовления устройств и элементов, конкретно контактирующих с тканями организма.
Что такое биоматериалы?
Биоматериалы играют обязательную роль в современной медицине — они возрождают функции и помогают выздоровлению людей после травм или заболеваний. Биоматериалы могут быть натуральными или искусственными и применяются в медицине для поддержки, укрепления либо замены повреждённых тканей или биологических функций.
Первое историческое применение биоматериалов относится к глубокой древности. Древние египтяне применяли швы, изготовленные из сухожилий животных. Современная область биоматериалов соединяет медицину, биологию, физику и химию, и еще недавнее влияние тканевой инженерии и материаловедения. За последние десять лет эта область существенно увеличилась благодаря открытиям в области тканевой инженерии, регенеративной медицины и множестве прочих. А если вас интересует перевозка яйцеклеток, переходите на сайт surmoms.com.
Для создания биоматериалов можно применить металлы, керамику, пластмассы, стекло и даже живые клетки и ткани. Они могут быть преобразованы в формованные или обработанные детали, покрытия, волокна, пленки, пены и ткани для применения в биомедицинских продуктах и устройствах. Это могут быть клапаны сердца, замена тазобедренного сустава, имплантаты зубов или контактные линзы. Они постоянно являются биодеградируемыми, а некоторые — биоабсорбируемыми, что означает, что они понемногу выводятся из организма после выполнения собственной функции.
Как биоматериалы применяются в современной медицинской практике?
Доктора, ученые и биоинженеры применяют биоматериалы в следующих широких сферах применения:
- Медицинские имплантаты, включая клапаны сердца, стенты и трансплантаты; искусственные суставы, связки и сухожилия; имплантаты для снижения слуха; стоматологические имплантаты; приспособления для стимуляции нервов.
- Методы содействия заживлению тканей человека, включая швы, зажимы и скобы для закрытия ран, и еще рассасывающиеся повязки.
- Восстановление человеческих тканей с применением конфигурации биоматериалов или лесов для строительства, клеток и биоактивных молекул. Как пример можно привести гидрогель для регенерации костной ткани и который выращен в лаборатории человеческий мочевой пузырь.
- Молекулярные зонды и наночастицы, разрушающие биологические барьеры и помогающие в визуализации и терапии рака на уровне молекул.
- Биосенсоры для определения наличия и количества конкретных веществ и передачи таких данных. Примерами послужат приспособления для мониторинга уровня глюкозы в крови и датчики активности мозга.
- Системы доставки лекарственных средств, которые переносят и/или наносят лекарства на мишень заболевания. Примерами послужат сосудистые стенты с лекарственным покрытием и имплантируемые химиотерапевтические пластины для онкологических больных.
Рабочие полимерные биоматериалы
Биоинженеры оценивают функцию биоматериала по тому, насколько хорошо он выполняет определенное действие и как он будет применяться. Система заживления ран должна поддерживать рост кожи и образование сосудов кровообращения. Материал для замены костной ткани должен поддерживать связывание клеток и помогать росту кости.
Новое семейство систем волокнистых белков
Стволовые клетки не считаются специальными, поэтому при правильных условиях они могут трансформироваться в любой тип клеток. Биоматериалы можно применять для управления функциями стволовых клеток. Исследователи работают над комбинированием шелка с тропоэластином, достаточно гибким и динамичным структурным белком, для создания панели протеиновых биоматериалов. Данные материалы должны имитировать гибкость самых разных тканевых структур и, поэтому, контролировать биологические функции, например, дифференциацию стволовых клеток.
Пластырь как герметик для легких
Герметики и пластыри из биоматериалов обеспечивают восстановление и заживление повреждённых тканей. Применение альгината, полученного из бурых водорослей, в качестве герметика и терапевтического пластыря во время лечения легочных утечек в результате вмешательства хирургическим путем, травмы или подобных болезней, как пневмония и муковисцидоз. После высыхания альгината его наносят на рану и смачивают своей водой. Первые проверки являются многообещающими и показывают, что пластырь выдерживает давление, близкое к давлению в легких, успешно лечит легочные утечки и способствует регенерации легочной ткани.
