Biomateriał na bazie β-1,3-glukanu (kurdlanu) do regeneracji tkanki chrzęstnej i/lub kostnej oraz sposób jego wytwarzania
ZESPÓŁ AUTORSKI
Uniwersytet Medyczny w Lublinie
- Katarzyna Klimek,
- Grażyna Ginalska,
- Marta Tarczyńska-Osiniak,
- Krzysztof Gawęda
CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?
Wynalazek dotyczy biomateriału (skafoldu) złożonego z polisacharydu (kurdlanu) oraz izolatu białka serwatkowego. Wytworzony wg wynalazku biomateriał charakteryzuje się właściwościami mechanicznymi zbliżonymi do naturalnej tkanki chrzęstnej. Uzyskany biomateriał posiada również tzw. poręczność chirurgiczną, czyli jego kształt można dopasować do miejsca wszczepienia w trakcie zabiegu. Biomateriał wykazuje także wysoką cytokompatybilność, a mianowicie sprzyja zasiedlaniu, żywotności i podziałom komórek chrzęstnych (chondrocytów) oraz komórek kościotwórczych (osteblastów).
Wynalazek może zatem znaleźć zastosowanie jako:
- biomateriał implantacyjny w celu regeneracji ubytków chrzęstnych. Ponadto może być wykorzystywany w połączeniu z chondrocytami pacjenta (izolowanymi z chrząstki stawowej i namnożonymi na biomateriale in vitro), czyli w tzw. implantacji autologicznych chondrocytów powiązanych z macierzą.
- biomateriał implantacyjny w celu regeneracji ubytków chrzęstno-kostnych (obejmujących nie tylko chrząstkę, ale także leżącą pod nią kość podchrzęstną).
- biomateriał w leczeniu pacjentów z urazami kończyn, które powstają m.in. w wyniku wypadków komunikacyjnych, nieprawidłowo wykonywanych ćwiczeń fizycznych, czy chorób współistniejących.
Wynalazek nagrodzony srebrnym medalem podczas International Warsaw Invention Show IWIS 2023.
ISTOTA WYNALAZKU
Wynalazek dotyczy biomateriału (skafoldu) złożonego z polisacharydu (kurdlanu) oraz izolatu białka serwatkowego. Wytworzony wg wynalazku biomateriał charakteryzuje się właściwościami mechanicznymi zbliżonymi do naturalnej tkanki chrzęstnej. Ponadto posiada on poręczność chirurgiczną, czyli można dostosować kształt implantu do miejsca wszczepienia w trakcie zabiegu. Zaletą biomateriału jest cytokompatybilność w warunkach in vitro, wyrażona poprzez zwiększanie żywotności oraz proliferacji (zdolności do podziałów) ludzkich chondrocytów i osteoblastów, co jest korzystne w procesie regeneracji tkanki chrzęstnej i kostnej. Wynalazek może znaleźć zastosowanie jako biomateriał implantacyjny w celu regeneracji ubytków chrzęstnych. Ponadto może być wykorzystywany w połączeniu z chondrocytami pacjenta (izolowanymi z chrząstki stawowej i namnożonymi na biomateriale in vitro), czyli w tzw. implantacji autologicznych chondrocytów powiązanych z macierzą. Wynalazek może także znaleźć zastosowanie jako biomateriał implantacyjny w celu regeneracji ubytków chrzęstno-kostnych (obejmujących nie tylko chrząstkę, ale także leżącą pod nią kość podchrzęstną). W przyszłości biomateriał może znaleźć zastosowanie w leczeniu pacjentów z urazami kończyn, które powstają m.in. w wyniku wypadków komunikacyjnych, nieprawidłowo wykonywanych ćwiczeń fizycznych, czy chorób współistniejących.
Innowacją wynalazku jest zarówno jego kompozycja, sposób wytwarzania oraz właściwości. Składniki biomateriału są biomimetyczne ze składnikami naturalnymi tkanki chrzęstnej. Biomateriał ma porowatą strukturę, dzięki zastosowanej metodzie wytwarzania. Biomateriał wspiera wzrost ludzkich chondrocytów i osteoblastów, dzięki swojej kompozycji i strukturze.
POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU
Dojrzałość technologii: Przeprowadzono badania biomateriału, mające na celu potwierdzenie bezpieczeństwa przewidywanego zastosowania medycznego. Oceniono właściwości strukturalne i mechaniczne biomateriału, a także wykazano jego cytokompatybilność w warunkach in vitro. Wykazano, że biomateriał wspiera żywotność oraz proliferację ludzkich chondrocytów (izolowanych z chrząstek stawowych pacjentów ortopedycznych) oraz ludzkich osteoblastów. Wykonano prototyp biomateriału implantacyjnego i oceniano go w warunkach laboratoryjnych symulujących warunki operacyjne, uzyskując pozytywne efekty. Potwierdzono docelowy poziom technologiczny (6 TRL) i wykazano, że technologia otrzymywania biomateriału implantacyjnego oraz sam biomateriał może być zastosowany w przewidywanych warunkach medycznych.