Gelatinazko protesi pertsonalizatuak, forma zein konposizio aldetik, 3D inprimagailuei esker

Industriako hondakinetatik lortutako gelatinatik biomaterialak sortu ditu UPV/EHUko Biomat taldeak, Auckland Teknologia Institutuan

  • Ikerketa

First publication date: 22/05/2019

Alaitz Etxabide, BIOMAT iker-taldeko kidea.

UPV/EHUko Biomat taldeak Auckland Teknologia Institutuan (Zeelanda Berria) egindako ikerlan batean, kaltetutako ehunak birsortzen lagun dezaketen gelatinazko protesiak sortu dituzte 3D inprimagailu baten bidez. Inprimagailuak aukera ematen du protesiaren itxura pazienteen beharretara zehatz-mehatz egokitzeko, eta, konposizio aldetik ere, beharrezko osagaiak gehi dakizkioke. Ikerketan, adibidez, dexametasona antiinflamatorioa eta ur-inguruneetan biomateriala egonkorragoa izaten laguntzeko laktosa konposatu erretikulatzailea erantsi diote formulazioari.

Medikuntza birsortzailean gora doa ehunei osatzen laguntzeko material biobateragarriak eta biodegradagarriak sortzeko joera. Fabrikazio-teknika aurreratuak, hala nola 3D inprimagailuak, gainera, lagungarri izaten ari dira bide horretan. UPV/EHUko Gipuzkoako Ingeniaritza Eskolako BIOMAT-biopolymeric materials ikerketa-taldeak bi horiek uztartuz gelatinazko biomaterial bat diseinatu du. Alegia, 3D inprimagailu bat erabili du medikuntza birsortzailean erabiltzeko moduko protesi bat fabrikatzeko. “Harakintza-industriako hondakinetatik lortutako gelatina erabili dugu lehengai gisa, gainera, hau da, hondakinen balorizazioa ere egin dugu”, azaldu du Alaitz Etxabide BIOMAT ikerketa-taldeko kide eta ikerketaren lehen egileak.

3D inprimagailuek aukera ematen dute protesiaren diseinua eta konposizioa pazientearen beharretara egokitzeko, “gaur egun fabrikatzen diren protesi estandarrak ez bezala. Paziente bakoitzaren anatomiaren araberako protesiak diseina daitezke, horretarako software bereziak erabilita, egokitzapena erabatekoa izan dadin”, argitu du material berriztagarrien ingeniaritzan doktoreak.

3D inprimagailurako “tinta” hidrogel gisako nahaste bat izan zen. Nahaste horren osagai nagusia gelatina izan zen, aipatutako kolageno-hondarrei hidrolisia eginez lortutakoa. “Gainditu behar izan genuen arazo handiena izan zen gelatina oso azkar disolbatzen dela ur-inguruetan, eta are azkarrago gorputzeko tenperaturan”, aipatu du Etxabidek. Eta biomedikuntzan erabiltzeko protesietan komenigarria da gorputzak disolbatu eta digeritzeko modukoak izatea, baina denbora-tarte bat pasatuta, kaltetuta zegoen ehuna osatzeko beharrezko denbora igarotakoan. “Horretarako, laktosa gehitu genuen nahastean, gelatinarekin erreakzionatzean moteldu egingo zuelakoan gelatinaren degradazioa”, dio.

Gelatinaz eta laktosaz gain, hirugarren osagai bat ere gehitu zuten diseinatutako tintan: dexametasona, botika antiinflamatorio eta immunoezabatzaile bat. “Kaltetutako ehunean jartzen duzun protesiak berak sendatzen lagunduko dion farmakoa ere askatzen badu, dosi txikiagoa beharko da efektu bera lortzeko, eta, gainera, eragina azkarrago lortuko da, ez baita itxaron behar gorputzak digeritu arte, ahoz hartutakoekin gertatzen den bezala”, gaineratu du. Ikertzaileak nabarmendu duenez, “tintaren formulazioarekin joka daiteke, eta osagai batzuk edo besteak gehitu, pazientearengan lortu nahi dugun eraginera iristeko”.

Protesiaren diseinua eta formulazioa definituta, hirugarren urratsa inprimatzea izan zen. “Guk tinta likidoa aukeratu genuen, material solidoek edo hauts-egoeran daudenek baino aukera gehiago ematen baitu formulazioarekin jokatzeko. Alabaina, kontuan hartu behar izan genuen likido horrek likatasun jakin bat ere behar duela, inprimatutakoan formari euts diezaion”, deskribatu du Etxabidek. Inprimatu eta 24 orduz­ giro-tenperaturan utzita, ura lurruntzen joan zen, eta egitura erabat solidoa lortu zuten. Ondoren, berotze-prozesu bat eragin zioten, gelatinaren eta laktosaren arteko erreakzioa sustatzeko, protesia urarekiko erresistenteago bihur zedin.

Prozesuaren laugarren eta azkeneko pausoa litzateke fabrikatutako protesi hori gaixoan sartzea. Ikertzailea jakitun da pauso asko eman beharko dituztela “pazienteengan erabiltzen hasterako, baina ikerketan giza gorputzeko kondizioak simulatu genituen, protesia gorputzaren ohiko tenperatura eta hezetasun-kondizioetan jarrita, protesiak gorputzaren barruan izango lukeen eboluzioa aztertzeko, gure ikerketaren helburua izan baita probatzea biomedikuntzan erabiltzeko moduko protesia izatera irits daitekeen. Aurreanalisi bat izan da”. Bada, analisiaren emaitzek erakutsi zuten laktosarekin eragindako erreakzioak zazpi egunera luzatu zuela erreakzio hori gabe egun bakarrean uretan disolbatzen zen materialaren iraupena. Eta horrez gain, “ikusi genuen materialaren azalera zimurtsua dela, eta horrek bereziki egoki egiten du protesi gisa erabiltzeko, erraztu egiten baitu zelulak bertan itsastea”, zehaztu du ikertzaileak.

Aurreanalisi hori eginda, medikuntzan erabiltzera iristeko bide luzean aurrera jarraitzen dute, Etxabidek azaldu duenez: “Elkarlanean dihardugu UPV/EHUko beste talde batekin, gure taldean ezin baititugu egin beharreko in vitro eta in vivo azterketak; materialen propietateekin egiten dugu lan guk, baita fabrikazio-metodoekin ere, eta ezinbesteko zaigu beste espezializazio-eremu batzuetako ikertzaileekin lan egitea, bakoitzak bere arloko ekarpena egin dezan”.

Informazio osagarria

Zeelanda Berriko Auckland Teknologia Institutuan egin zuen ikerketa Alaitz Etxabidek, UPV/EHUko Gipuzkoako Ingeniaritza Eskolako BIOMAT-biopolymeric materials ikerketa-taldeko ikertzaileak, ikerketa-beka bati esker. Institutu horretako 3D inprimagailua izan zuen lan-tresna Etxabidek bere ikerketarako.

Bibliographic reference