Projekt REGENESIS prowadzony przez naukowców z Politechniki Wrocławskiej we współpracy z partnerami z Polski, Słowenii i Kanady, zakłada opracowanie innowacyjnego biomateriału do regeneracji chrząstek i kości. Rozwiązanie ma pomóc m.in. pacjentom cierpiącym na uszkodzenia stawów.
Projekt REGENESIS (REvolutionising bone and cartilaGE reconstruction through Novel cell-instructive biomaterial and peptide-Enhanced Stem cell Immobilization Strategy) otrzymał finansowanie w ramach programu M-ERA.NET 3, który wspiera badania z obszaru inżynierii materiałowej odpowiadające na współczesne wyzwania medycyny. Politechnika Wrocławska jest liderem międzynarodowego konsorcjum, które skupia się na stworzeniu technologii mogącej pomóc pacjentom cierpiącym na uszkodzenia stawów.
Badanie prowadzą ośrodki naukowe i partnerzy przemysłowi z trzech krajów: Polski, Słowenii oraz Kanady. Całość koordynuje dr hab. inż. Małgorzata Gazińska, prof. uczelni z Wydziału Chemicznego. Polskę, oprócz Politechniki Wrocławskiej, reprezentują Uniwersytet Gdański, Uniwersytet Łódzki oraz firma Polbionica. Partnerami zagranicznymi są: Josef Stefan Institute (Słowenia) oraz Laval University i firma Biomomentum (Kanada).
Innowacyjny biomateriał
Dr hab. Małgorzata Gazińska z Politechniki Wrocławskiej wyjaśnia, iż głównym celem badania jest zaprojektowanie i wytworzenie innowacyjnego implantu bioaktywnego oraz opracowanie technologii regeneracyjnej do skutecznego gojenia pogranicza tkanki kostnej i chrzęstnej. Jak czytamy w komunikacie na stronie PWr, obecne metody leczenia często nie pozwalają na pełne przywrócenie integracji tych tkanek, co prowadzi do zwyrodnień stawów. Dzięki projektowi REGENESIS możliwy będzie rozwój biomateriału 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 – wskazuje prof. Małgorzata Gazińska.
Oznacza to połączenie różnych bioaktywnych komponentów, które będąc stopniowo uwalniane, „pokierują” procesem odbudowy zarówno chrząstki, jak i kości. W badaniach zostaną wykorzystane zaawansowane rozwiązania, np. farmakologiczna mobilizacja komórek macierzystych i użycie peptydów naprowadzających do ich precyzyjnej rekrutacji, bezpieczne fotosieciowanie, zapewniające stabilność strukturalną materiału. Dla opracowanych biomateriałów zbadana zostanie efektywność stymulacji regeneracji tkanek w procesie mechanotransdukcji.
Źródło zdjęcia: www.pwr.edu.plOpracowanie i wytworzenie materiału
Badacze z PWr odpowiadają za najważniejszy etap prac, czyli opracowanie i wytworzenie samego biomateriału oraz jego poszczególnych warstw.
– Będziemy optymalizować ich skład tak, aby uzyskać odpowiednią kinetykę uwalniania składników bioaktywnych oraz adekwatności mechaniczne i lepkosprężyste zbliżone do naturalnych tkanek – opisuje prof. Małgorzata Gazińska.
Parametry te decydują o skuteczności regeneracji – materiał musi zatem nie tylko dostarczać odpowiednich sygnałów biologicznych, ale też „pracować” razem z organizmem. Prof. Gazińska dodaje, iż wyzwaniem będzie trwałe połączenie warstw w taki sposób, by implant nie rozwarstwiał się pod wpływem obciążeń.
Badania nad bioaktywnymi komponentami prowadzą partnerzy projektu, w tym zespoły z Uniwersytetu Gdańskiego pod kierownictwem prof. Sylwii Rodziewicz-Motowidło, Polbioniki (dr Marta Klak) i instytutu w Lublanie (prof. Marija Vucomanovic). Z kolei 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 w Uniwersytecie Łódzkim pod kierownictwem dr Aleksandry Szwed-Georgiou.
Poprawa wyników leczenia i niższe koszty opieki zdrowotnej
Jak czytamy w komunikacie PWr – materiał ma szansę stać się zaawansowanym wyrobem medycznym i znaleźć zastosowanie w leczeniu stawów – m.in. kolan, kostek czy drobnych stawów dłoni, zwiększając skuteczność zabiegów, takich jak artroskopia.
– Zakładamy podniesienie poziomu gotowości technologicznej (TRL) z poziomu 3 do 5. W praktyce oznacza to przejście od wczesnych badań laboratoryjnych do etapu, w którym rozwiązanie jest testowane w warunkach zbliżonych do rzeczywistych – opisuje prof. Małgorzata Gazińska.
Projekt REGENESIS przyczyni się nie tylko do lepszych wyników leczenia pacjentów, ale także obniży koszty opieki zdrowotnej.
– W najbardziej optymistycznym scenariuszu pierwsi pacjenci mogliby skorzystać z tej technologii w ramach badań klinicznych za około 10 lat. Do tego czasu konieczne będą kolejne etapy badań przedklinicznych i klinicznych – wskazuje koordynatorka badań.
Źródło: pwr.edu.pl
