Biodegradowalne stopy metali JDBM to nowa klasa biomateriałów stosowana w inżynierii tkankowej i urządzeniach medycznych, np. do produkcji stentów.
Miażdżyca jest chorobą, która polega na zmianach zwyrodnieniowo-wytwórczych i występuje wtedy, gdy ścianach tętnic gromadzi się cholesterol. Proces miażdżycowy prowadzi do zmniejszenia światła i stwardnienia tętnic. Do chirurgicznego leczenia miażdżycy używa się stentów, by przywrócić przepływ krwi w zablokowanych naczyniach krwionośnych.
Stent to “sprężynka” o niewielkich rozmiarach, umieszczana wewnątrz naczynia krwionośnego w celu przywrócenia drożności naczynia (obecnie najczęściej produkowana ze stali 316 LVM lub stopu chromowo-kobaltowego). Wdrożenie stopów JDBM do tworzenia biodegradowalnych stentów eliminuje konieczność interwencji chirurgicznej w celu usunięcia implantu, a także zmniejsza efekty uboczne długoterminowego stosowania obcych, stałych implantów w naczyniach krwionośnych.
Mankamentami konwencjonalnych materiałów przeznaczonych na stenty są niekontrolowana szybkość degradacji, ostre reakcje toksyczne organizmu oraz niewydolność przepływu krwi spowodowana nierównomiernym, szybkim procesem korozji.
Naukowcy z USA i Chin opracowali stop zwany JDBM, który jest mieszanką magnezu, neodymu, cynku i cyrkonu. Stopy JDBM rozkładają się równomiernie w warunkach fizjologicznych tak, że chirurgiczne usuwanie implantów nie będzie konieczne.
Biodegradowalne stenty nie są nowym pomysłem, jednak stopy badane poprzednio degradowały zbyt szybko i w niejednorodny sposób.
Stopy JDBM (od nazwy Shanghai Jiao Tong University – Jiao Da BioMg) rozkładane są jednorodnie. Stop o wzorze Mg-2.5Nd 0.2Zn-0.4Zr (% wagowy) w teście cytotoksyczności in vitro z użyciem ludzkich komórek śródbłonka wykazał doskonałą biokompatybilność i potencjalny minimalny toksyczny wpływ na ścianki naczyń tętniczych. Badania w sztucznym osoczu potwierdziły całkowitą rozpuszczalność stopu w warunkach fizjologicznych.
Stenty wykonane ze stopu JDBM badano przez 16 tygodni na królikach. Naukowcy stwierdzili, że przez ten czas utrzymały one swoją strukturę. Badacze będą testować stenty jeszcze przez dłuższy okres czasu, aby dokładnie ustalić ich skuteczność.
Dalsze prace zespołu będą skupiały się na modyfikacji powierzchni stopu, w celu dostrojenia szybkości degradacji i dalszej poprawy biokompatybilności.
Źródło:
[1] Nanophasic biodegradation enhances durability and biocompatibility of magnesium alloys for the next-generation vascular stents. Lin Mao, Li Shen, Jialin Liu, Jian Zhang, Wenjiang Ding, Rong Fan and Guangyin Yuan.Nanoscale, 2013.
[2] http://csb.scichina.com:8080/kxtbe/EN/abstract/abstract508000.shtml# | 27.08.2013
[3] http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/nr/c3nr02912c#!divAbstract | 27.08.2013
[4] Open stent by Lenore Edman (L. Marie), flickr.com, CC BY 2.0