Vi betragter æggeskaller som skrøbelige. Alligevel kan disse tynde, let brudbare skaller være nøglen til at skabe bedre, stærkere knogletransplantater til mennesker.
Forskere ved University of Massachusetts Lowell (UML) har udviklet en metode til anvendelse af mikroskopiske partikler af pulveriserede æggeskaller til at hjælpe med at dyrke ny knogler. Da æggeskaller hovedsageligt er lavet af calciumcarbonat, et materiale, vi allerede har i vores knogler, håber forskerne, at det lettere vil blive accepteret af kroppen. Materialet kunne en dag bruges til at hjælpe med at reparere knogler påvirket af ulykker, fødselsdefekter eller sygdomme.
”Der er et stort behov for at udvikle nye og funktionelle materialer til reparation og regenerering af beskadiget knogle, ” siger Gulden Camci-Unal, professor i kemiteknik ved UML, der ledede forskningen. ”På vores laboratorium vil vi gerne tage ukonventionelle tilgange; vi ser på naturen og prøver at se, hvad vi kan bruge, der allerede findes. ”
Der er millioner af knogletransplantationer over hele verden hvert år. Benstykkerne, der bruges til transplantaterne, kan komme fra patienternes egne kroppe eller fra kadavre samt fra forskellige syntetiske stoffer. Men ikke alle transplantater er succesrige. Nogle gange undlader transplantaterne at inducere knogledannelse, og nogle gange afvises de af kroppen.
Camci-Unals metode, der for nylig er beskrevet i tidsskriftet Biomaterials Science, involverer anvendelse af knuste æggeskalpartikler til at forstærke hydrogeler - netværk af polymerer, der kan rumme store mængder vand, mens de opretholder deres struktur. I sig selv er hydrogelerne bløde og klistrede; æggeskalene hjælper med at styrke dem. Materialet fungerer derefter som 3D-stilladser til osteoblaster eller knogleceller.
Gulden Camci-Unal, højre, med ph.d.-studerende Xinchen Wu (UML) Brug af æggeskaller var tiltalende i sin enkelhed, siger Camci-Unal. Det er ikke noget syntetisk, der skal konstrueres i et laboratorium. Det er let tilgængeligt. Det er også normalt spildt.
”Vi forsøger at tage en enklere tilgang her, som både kan være til gavn for miljøet og biomedicinsk videnskab, ” siger hun.
Camci-Unals team har haft succes med materialet i laboratoriet; det er endnu ikke testet på dyr eller mennesker. Det næste trin vil være at undersøge læger for at forstå patienternes behov. Holdet har ansøgt om et patent på materialet og fortsætter med at studere det ved at udføre yderligere test i mikro- og nanoskala for bedre at forstå, hvordan det fungerer.
”Vi prøver dybest set at forstå, hvilke egenskaber vi skal forbedre bedre for at materialet skal være nyttigt for mennesker, ” siger Camci-Unal.
Brian Amsden, professor i biomedicinsk teknik ved Queens University i Ontario, siger, at han har set forskere forsøge at fremstille syntetisk knogle ved hjælp af forskellige materialer, men aldrig æggeskaller. Der er syntetiske transplantater baseret på calciumsulfat, på bovint kollagen, selv på koraller, blandt mange andre.
”Dette er især innovativt i den henseende, ” siger han og tilføjer, at æggeskal er billigt og let tilgængeligt og potentielt hjælper med at efterligne menneskelig knoglesammensætning bedre end ikke-biologiske materialer.
Amsden siger, at der er et enormt behov for syntetiske knoglemodelmaterialer. Cadaver-knogler kan være vanskelige at finde, og en patients egen knogle skal høstes i en invasiv operation. ”Du har beskadiget et område nu skal du helbrede to, ” tilføjer han. I øjeblikket tilgængelige syntetiske stoffer har tendens til at være svagere end ægte knogler, især når du bøjer eller drejer.
Camci-Unal håber, at materialet en dag kunne blandes med en patients egne celler og anvendes til en 3D-konstruktion for at vokse til et implantat med den rigtige form og størrelse. Da implantatet allerede ville have patientens celler i sig, ville det være mindre tilbøjeligt at blive afvist. Implantaterne kunne reparere knogler, der er beskadiget ved bilulykker, bekæmpelse, aldring, kræft eller ethvert andet antal traumer eller fødselsdefekter. Materialet kan også potentielt bruges til at dyrke nye sener, brusk og tænder.
Hvis det lykkes, ville opfindelsen helt sikkert give ny betydning til udtrykket "gå på æggeskaller."
