Biomaterjal: erinevus redaktsioonide vahel

Biomaterjalide areng ja neist põhjalik arusaam on võimaldanud [[biomeditsiin|biomeditsiini]] kiire arengu. Sinna hulka käib kontroll alates [[süntees|sünteesist]] ja tootmisest kuni omaduste disainini. Hüdrogeelid on hea näide kolmedimensionaalsestkolmemõõtmelisest [[makromolekul|makromolekulide]] võrgustikust, mis oma struktuuri, mehaaniliste omaduste, veesisalduse ja lahustunud ainete liikuvuse poolest sarnased inimese kudedele. Füüsikalised hüdrogeelid, mille struktuur püsib koos tänu [[mittekovalentne side|mittekovalentsetele sidemetele]], omavad paremat bioühilduvust ja [[biomolekul|biomolekulide]] transpordivõimet, kui keemiliselt [[ristsidumine|ristseotud]] hüdrogeelid.<ref name="esimene"></ref><ref>Marie-Helene Alves, Bettina E. B. Jensen, Anton A. A. Smith, Alexander N. Zelikin, ''Poly(Vinyl Alcohol) Physical Hydrogels: New Vista on a Long Serving Biomaterial'', Macromolecular Bioscience, Volume 11, Issue 10, (2011), 1293–1313.</ref>

Üheks olulisemaks faktoriks kudede [[regeneratsioon|regeneratsiooni]] juures on füüsilise struktuuri ehk karkassi olemasolu, milleks on biomaterjalid. See pakub mehaanilist tuge ja sobivat pinda, kus rakud saavad kasvada ja paljuneda. [[Koetehnoloogia]]s kasutatakse taolisi struktuure kudede kasvupinnaks. Olulist rolli rakkude kinnitumisel ja migreerumisel mängivad kolmedimensionaalsekolmemõõtmelise struktuuri vastastikune seotus ja pooride suurus. Klassikalisteks meetoditeks taoliste struktuuride valmistamisel on

Uuematest meetoditest kogub populaarsust 3D -[[bioprintimine]], mis kujutab endast molekul molekuli haaval vajaliku struktuuri kasvatamist alusele, kusjuures kasvu kiirus ja lähtemolekulide paigutamine ruumis peab äärmiselt täpselt kontrollitud olema. Lähteainetena on võimalik kasutada ka rakke ja biomolekule nagu näiteks [[DNA]]-d ja [[tsütokiinid|tsütokiine]].<ref>Jipeng Li, Mingjiao Chen, Xianqun Fan, Huifang Zhou, ''Recent advances in bioprinting techniques: approaches, applications and future prospects'', Journal of Translational Medicine, (2016), 10.1186/s12967-016-1028-0.</ref>

Terve puusa väljavahetamist kutsutakse vahel ka „sajandi operatsiooniks“. Oluline roll on siinkohal biomaterjalidel, kus [[puusaprotees|puusaproteesi]] pesa on valmistatud bioühilduvast metallist või polümeerist ning reieluu ots on tehtud kõvast materjalist. Nende kahe detaili vahel on sünoviaalvedelik, mille viskoosusviskoossus peab jääma kindlasse vahemikku. Oluline on reieluu bioühildumine kunstlikku reieluu otsaga, samas ei tohi pesa ega reieluu otsa sile pind olla bioühilduvad, vaid pigem bioinertsed, et vältida liikuvate detailide saastumist. Kõige sagedamini kasutatakse proteesi pesa valmistamiseks ülikõrge [[molekulmass|molekulmassiga]] [[polüetüleen]]i ja reieluu otsa valmistamiseks keraamikat või mõne metalli sulamit.<ref>Patrick S. M. Dougherty, Gagan Srivastava, Recep Onler, O. Burak Ozdoganlar & C. Fred Higgs III, ''Lubrication Enhancement for UHMWPE Sliding Contacts through Surface Texturing, '', Tribology Transactions, Volume 58, Issue 1, (2014), 79-86.</ref>

Ka Eestis tegeletakse biomaterjalide arendamisega, täpsemalt [[Tartu Ülikool]]is, kus töörühm teadlasi püüavad luua 1D -želatiini [[nanokiud|nanofiibritest]] 3D -võrgustikku eesmärgiga kasutada sellist materjali biomeditsiinis rakkude kasvupinnaseks. See tähendab lihtsustatult, et rakud arenevad ja "roomavad" želatiini niitidel ringi, kuni materjal muutub võimalikult inimkoe sarnaseks. Sellise 3D -kasvupinna loomine on biotehnoloogias ja biomeditsiinis üks suurimaid väljakutseid. [[Kollageen]] on üks põhilisemaid naha ja muude pehmete kudede struktuurproteiine ja želatiin on sellele keemiliselt väga sarnane. Ka on oluline fiibrite ristsidumine, et želatiin vees ei lahustuks.<ref>[http://www.researchinestonia.eu/2016/09/tissues-made-nanomaterialsfar-science-fiction/ Tissues Made of Nanomaterials—Far from Science Fiction], Research in Estonia, 30. september 2016.</ref>