PL - Laboratorium Nanostruktur
Instytut Wysokich Ciśnień PAN
EN - Laboratory of Nanostructures
Institute of High Pressure Physics PAS  

Nanohydroksyapatyt - syntetyczna kość - oferta

Nanocząsteczki hydroksyapatytu – syntetycznego odpowiednika minerału odpowiedzialnego za tworzenie się kościW Laboratorium Nanostruktur IWC PAN opracowano innowacyjną technologię syntezy nanocząstek hydroksyapatytu* – syntetycznego odpowiednika minerału odpowiedzialnego za tworzenie się kości. Dzięki tej technologii, możliwe jest otrzymywanie nanocząstek o precyzyjnie kontrolowanej wielkości.

*Technologia chroniona zgłoszeniem patentowym: P.396906

 

Nanocząsteczki hydroksyapatytu – syntetycznego odpowiednika minerału odpowiedzialnego za tworzenie się kościNanocząsteczki hydroksyapatytu – syntetycznego odpowiednika minerału odpowiedzialnego za tworzenie się kości

Obraz produktów z Transmisyjnej Mikroskopii Elektronowej

 

Hydroksyapatyt 6 typówLaboratorium wytwarza 6 typów hydroksyapatytu GoHAPTM o różnym rozmiarze nanocząstek. Hydroksyapatyt otrzymywany jest w warunkach czystych z zastosowaniem substratów o czystości farmakopealnej oraz w środowisku wody I klasy czystości. Materiał ten może być wykorzystywany jako wypełniacz ubytków kostnych stymulujący ich szybszą regenerację.

Przewaga w stosowaniu hydroksyapatytu GoHAPmed nad innymi apatytami wynika z jego rozmiaru. Precyzyjna kontrola wielkości cząstek na etapie syntezy jest innowacją na skalę światową. Poprzez w pełni kontrolowaną syntezę mikrofalową możliwe jest wytworzenie nanoproszku o niemal identycznej morfologii w porównaniu do hydroksyapatytu naturalnie budującego kość. 

Obecne większość materiałów kościozastępczych dostępnych na rynku wyrobów medycznych ma wielkość mikrometryczną, a w przypadku nanomateriałów hydroksyapatytowych najczęściej spotykane są materiały o wielkości nanocząstek powyżej 40 nm. Wielkość cząstek biomateriałów, a w szczególności nanomateriałów ma ogromny wpływ na ich właściwości - zarówno w odniesieniu do szybkości degradacji w organizmie jak i aktywności nanocząstek w procesie przyśpieszonej odbudowy kości. Naturalnie hydroksyapatyt jest budulcem kości i występuje w postaci nanocząstek o igłowatym kształcie oraz stechiometrycznym niedoborem wapnia. 

Analiza fazowa hydroksyapatytu metodą dyfrakcji rentgenowskiej

Analiza fazowa hydroksyapatytu metodą dyfrakcji rentgenowskiej

Hydroksyapatyt karta charakterystykiWytwarzany w Laboratorium Nanostruktur hydroksyapatyt jest niemal idealnym odpowiednikiem naturalnego hydroksyapatytu zarówno pod względem wielkości jak i kształtu cząstek. Wysokie podobieństwo wykazano również w analizie rentgenograficznej. GoHAPmed dzięki znacznie mniejszemu rozmiarowi ziarna jest bardziej efektywny w działaniu kościotwórczym w porównaniu do mikrometrycznych apatytów

We wstępnych badaniach udowodniono wpływ rozmiaru ziarna na rozpuszczalność GoHAPmed w środowisku symulującym warunki panujące w ciele ludzkim. Rozpuszczalność hydroksyapatytu wzrasta wraz z zmniejszeniem rozmiaru ziarna.  Im większa rozpuszczalność hydroksyapatytu tym szybsze uwolnienie jonów wapnia do organizmu, co stanowi sygnał do tworzenia i rozmnażania komórek kościotwórczych.

 

Obrazy rentgenowskie stabilizacji stawu kolanowego po zerwaniu więzadła

Rys.1 Obrazy rentgenowskie stabilizacji stawu kolanowego po zerwaniu więzadła. W leczeniu zastosowano płytkę tytanową oraz klatkę stabilizującą oraz wypełniono lukę nanoproszkiem GoHAP™; Zdjęcie przedstawia etapy zarastania ubytku po zastosowaniu proszku

Zastosowane leczenie polegało na zastosowaniu nanoproszku GoHAPmed w formie suchej lub zmieszanej z krwią/szpikiem kostnym pobranym od pacjenta. Zabiegi dotyczyły procedur reosteosyntezy (zespolenia odłamów kostnych po wypadkach komunikacyjnych), stabilizacji stawu kolanowego (Rysunek 1) oraz artrodezy (Rysunek 2) polegającej na operacyjnym wytworzeniem w stawie osteogenezy pomiędzy dwiema kośćmi mającej na celu trwałe usztywnienie stawu uniemożliwiając jego późniejsze zginanie. W każdym z tych przypadków zastosowanie nanomateriału GoHAPmed miało znaczący wpływ na przyśpieszenie zrostu ubytków kostnych a zatem na przyśpieszenie procesu leczenia psów.

Zrost kości po zastosowaniu hydroksyapatytu

Rys.2. Obrazy rentgenowskie: A) łapa po zerwaniu więzadła; B) ustabilizowane kości nadgarstka; C)  zrost po kilku miesiącach od zespolenia z dodatkiem nanoproszku GoHAP™.

Ponadto osteoindukcyjne właściwości nanocząstek GoHAP potwierdzono w badaniach in vivo na królikach. W badaniach in vivo zastosowano nanocząstki GoHAP w formie warstwy na rusztowaniu kostnym. Wyniki potwierdziły, iż zastosowanie warstwy nanocząstek GoHAP na  implancie polimerowym w wysokim stopniu przyśpiesza proces przerastania ubytku kością. 

Histopatologia przekroju rusztowania kostnego z zastosowaniem hydroksyapatytu

Rys.3. Histopatologia przekroju rusztowania kostnego: A) wykonanego z PCL; B) wykonanego z PCL z pokryciem nanomateriałem GoHAP.

Zestawienie porównuje przerost ubytku kością w przypadku zastosowania implantu w formie rusztowania polimerowego (Rysunek 3 A) oraz rusztowania polimerowego pokrytego nanocząstkami GoHAP (Rysunek 3 B). Nową tkankę oznaczono literami NB.

Wynik badania cytotoksyczności hydroksyapatytu

Rys.4. Wynik badania cytotoksyczności materiału GoHAPmed.

Badania cytotoksyczności przeprowadzone zgodnie z normą ISO 10993-5 (Biologiczna ocena wyrobów medycznych - Część 5: Badania cytotoksyczności in vitro) potwierdziły brak cytotoksycznego wpływu na komórki (Rysunek 4). Ponadto materiał ten wykorzystano do leczenia eksperymentalnego psów w ośrodku referencyjnym. Wybrane przypadki różnych zastosowań materiału GoHAPmed i ich efekty leczenia przedstawiono poniżej.

 

Pobierz ulotkę PDF

Oferta GoHaPmed w formacie PDF

Zapraszamy do kontaktu!

Logo Laboratorium Nanostruktur IWC PANInstytut Wysokich Ciśnień PAN Laboratorium Nanostruktur
Budynek Nowych Technologii, Warszaw, Aleja Prymasa Tysiąclecia 98

 

Gotowy produkt - hydroksyapatyt do regeneracki kości