Sygdomme som kræft og gigt eller udbredte skader efter f.eks. et trafikuheld giver ofte skader på det naturlige knoglevæv. Der er derfor et kritisk og udækket behov for at udvikle materialer, der aktivt understøtter
den naturlige gendannelse af væv.
Her kommer en opfindelse fra det danske innovationskonsortium 3D Scaffolds ind i billedet. Opfindelsen består af biologisk nedbrydeligt knogle-lignende materiale, der støtter helingsprocessen.
”Når der mangler et stort stykke af knoglen, har cellerne brug for en form for bro, de kan støtte sig til,” forklarer projektkoordinator Naseem Theilgaard, Teknologisk Institut.
Naturlig proces skal på skinner igen
Som for det øvrige væv i kroppen dannes der hele tiden nyt knoglevæv samtidig med, at noget af det eksisterende knoglevæv nedbrydes og optages i kroppen. Efter en alvorlig skade skal man have den proces på skinner igen.
”Umiddelbart skulle man tro, at det gjaldt om at skabe et materiale, der i udseende og udformning minder så meget om knogle som muligt, men det ville faktisk ikke virke. Det ville svare til det, der sker, når en person er nødt til at ligge ned i en længere periode. Så opfatter kroppen, at der ikke er brug for så meget knoglemasse længere. Med andre ord skal disse materialer ”fortælle” knoglecellerne via de signaler, materialerne afgiver, at der er brug for nydannelse af en bestemt type knogle,” forklarer Naseem Theilgaard.
Bygget af stoffer, kroppen kender
Materialet består dels af en porøs keramik, som i sammensætning svarer til vores naturlige knogler, dels af en såkaldt biopolymer. I modsætning til de fleste polymerer, vi kender, er denne ikke fremstillet ud fra olie, men derimod ud fra stoffer, der i forvejen findes i kroppen. Derfor er der ingen risiko for patienten, når polymermaterialet har udfyldt sin funktion og går i opløsning.
Nogle områder af knoglerne er næsten massive, mens andre områder er porøse med porer i forskellige størrelser. Porerne skal gøre dannelse af blodkar og blødt væv inden i knoglerne muligt. Deltagerne i innovationskonsortiet har brugt mange kræfter på at finde den rigtige blanding af massivt materiale, og materiale med henholdsvis grove porer og fine samt ekstremt fine porer.
”Afhængigt af, præcis hvor i kroppen vi taler om, er det lidt forskelligt, hvordan det støttende materiale skal se ud. Derfor har vi udviklet forskellige materialer til forskellige anvendelser,” siger projektkoordinatoren.
Afprøvet med held på får
Hovedparten af polymer-delen er fremstillet ud fra hyaluron-syre (HyA). Denne syre findes allerede i kroppen, hvor den spiller en vigtig rolle i dannelse af nye celler og i cellernes transport i kroppen. En voksen person har ca. 15 gram hyaluron-syre i kroppen. Heraf bliver en tredjedel nedbrudt og gendannet i løbet af et døgn. Dermed er det bestemt ikke uvant for kroppen at tolerere syrens nedbrydningsprodukter.
Flere af de materialer, som er udviklet i innovationskonsortiet, er afprøvet med held på får. Metoden skal nu gennem diverse godkendelser, inden den kan tages i brug i sundhedsvæsenet. Desuden venter partnerne på resultaterne for yderligere dyreforsøg, der skal afklare, om materialerne kan bruges til flere typer knoglevæv end de, der allerede er forsøgt med.
