Luonnonpolymeerit lääketieteellisissä sovelluksissa

Abstract

Luonnonpolymeerien bioyhteensopiva ja biohajoava luonne on herättänyt mielenkiintoa useissa lääketieteellisissä sovelluksissa. Niiden hydrofiilisyys, erinomainen solujen vuorovaikutus sekä muokattavuus erilaisiin muotoihin ja koostumuksiin on mahdollistanut niiden laajan käytön erilaisissa lääketieteellisissä sovelluksissa kuten haavan hoidossa, kudosteknologiassa ja lääkeaineen vapautumisessa. Yleisimmät lääketieteellisissä sovelluksissa käytetyt luonnonpolymeerit voidaan jakaa kollageeniin ja gelatiiniin, sekä polysakkarideihin: selluloosaan, ligniiniin, pektiiniin, kitiiniin, kitosaaniin, hyaluronihappoon ja alginaattiin.

Työ on kirjallisuuskatsaus, jonka tavoitteena on selvittää, mitkä luonnonpolymeerit soveltuvat parhaiten tiettyihin lääketieteellisiin sovelluksiin sekä minkälaisissa lääketieteellisissä sovelluksissa luonnonpolymeerejä voidaan hyödyntää. Työssä käsitellään luonnonpolymeerien biologisia ja kemiallisia ominaisuuksia, jotka tekevät niistä lupaavia ja ihanteellisia materiaaleja useissa lääketieteellisissä sovelluksissa. Lisäksi tarkastellaan luonnonpolymeerien rakenteita, luonnonlähteitä, käyttökohteita, bioyhteensopivuutta ja biohajoavuutta. Tutkielman lopuksi esitellään yleisimpiä lääketieteen sovelluksia, joissa luonnonpolymeereillä on iso merkitys.

Tutkimustulosten perusteella luonnonpolymeerejä käytetään laajasti haavan hoidossa, kudosteknologiassa sekä lääkeaineen vapautumisessa, sillä ne täyttävät erinomaisesti näiden lääketieteellisten sovellusten suunnitteluun ja toiminallisuuteen vaadittavia kriteerejä. Näitä kriteerejä ovat muun muassa erinomaiset bioyhteensopivat, hemostaattiset, hydrofiiliset ja mukoadhesiiviset ominaisuudet, joiden takia luonnonpolymeerit eivät aiheuta hylkimisreaktioita tai sytotoksisuutta ympäröivään kudokseen. Haavan hoidossa käytetään laajasti selluloosaa, kollageenia, gelatiinia, kitosaania, pektiiniä, ligliiniä, alginaattia sekä hyaluronihappoa, koska ne ovat hemostaattisia, kykenevät luomaan kostean ympäristön haava-alueelle ja edistävät hapen kulkeutumista haava-alueen läpi. Tässä sovelluksessa luonnonpolymeerejä voidaan käyttää haavasidoksien, sideharsojen sekä huokoisten rakenteiden valmistuksessa. Kudosteknologiassa hyödynnetään erityisesti kollageenia, gelatiinia, kitosaania, hyaluronihappoa sekä alginaattia kolmiulotteisten tukirakenteiden eli skaffoldien valmistuksessa. Nämä luonnonpolymeerit soveltuvat parhaiten kudosteknologiaan, koska ne ovat rakenteiltaan hyvin huokoisia. Huokoisuus edistää esimerkiksi solujen välisiä vuorovaikutuksia ja uuden kudoksen kasvamista. Kitosaania, alginaattia ja ligniiniä käytetään erilaissa lääkeaineiden vapautumisjärjestelmissä myrkyttömän luonteensa ja geelinmuodostuskykynsä ansiosta. Lääkeaineen vapautussovelluksissa luonnonpolymeerejä hyödynnetään erilaisissa muodoissa kuten kapseleina, kalvoina, sakeuttamis- sekä hyytelöimisaineina.