Kasvutekijät ja biomateriaalit luukudoksen uusiutumisessa
Wass, Ira (2025-06-17)
Kasvutekijät ja biomateriaalit luukudoksen uusiutumisessa
(17.06.2025)
Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.
avoin
Julkaisun pysyvä osoite on:
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025061871637
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2025061871637
Tiivistelmä
Väestön ikääntymisen ja luun sairauksien yleistymisen myötä tarve luuta korjaaville biomateriaaleille kasvaa. Luukudoksen jatkuvan uusiutumisen ansiosta kudoksen on mahdollista palauttaa rakenteensa ja toimintansa esimerkiksi luunmurtuman jälkeen. Joissain tapauksissa murtumat kuitenkin paranevat liian hitaasti, epätäydellisesti tai luupuutos voi olla liian suuri, jotta kudos pystyisi uusiutumaan itsestään. Luun kudosteknologiassa onkin pyritty kehittämään biomateriaaleja, jotka kasvutekijöiden avulla saavat aikaan uuden luukudoksen muodostumista.
Monet luun sairaudet johtuvat luun solujen epänormaalista toiminnasta, joten ymmärrys solujen toiminnasta ja toiminnan säätelystä lisää mahdollisuuksia kehittää uusia hoitomuotoja luun korjaamiseksi. Yksi tärkeistä tutkimuskohteista on kasvutekijät ja niiden toiminnan säätely luukudoksessa. Kasvutekijät ovat proteiineja, jotka toimivat solusignaloinnissa jo pieninä pitoisuuksina. Luukudoksessa kasvutekijät vaikuttavat solujen jakautumiseen, luun soluväliaineen syntymiseen ja solujen erilaistumiseen.
Luukudoksen tärkeimpiä kasvutekijöitä ovat insuliininkaltaiset kasvutekijät (IGF), fibroblastikasvutekijät (FGF), transformoiva kasvutekijä beeta (TGF-β), verihiutalekasvutekijä (PDGF) ja luun morfogeneettiset proteiinit (BMP). Näiden kasvutekijöiden yhdistämistä biomateriaaleihin luun ja verisuonten regeneraation tehostamiseksi tutkitaan, ja uusia sovelluksia kehitetään. Luun paranemista tehostavan regeneratiivisen biomateriaalin tulisi olla osteoinduktiivinen eli osteoblastien muodostumista lisäävä, bioyhteensopiva ja luukudoksen mekaanisiin ominaisuuksiin soveltuva.
Kliinisessä käytössä onkin jo joitakin kasvutekijöihin pohjautuvia biomateriaaleja, kuten kollageenisieni, johon on lisätty ihmisen rekombinanttia luun morfogeneettista proteiinia 2 (rhBMP-2). Tätä kasvutekijään pohjautuvaa biomateriaalia voidaan käyttää esimerkiksi selkärangan välilevyrappeuman ja sääriluun avomurtumien hoidossa. Yhdistettäessä kasvutekijöitä biomateriaaleihin, täytyy kantajamateriaalin valinnan lisäksi ottaa huomioon myös kasvutekijöiden vapautumismekanismi materiaalista sekä vasteen oikea-aikainen ja paikkainen kohdennus kudoksessa.
Huolimatta siitä, että joitakin kasvutekijöihin pohjautuvia biomateriaaleja on jo kliinisessä käytössä, liittyy materiaalien toiminnallisten ominaisuuksien kehittämiseen edelleen haasteita. Etenkin kasvutekijöiden säädelty vapautuminen materiaaleista on tärkeä kehityskohde uusia luun regeneraatiota tehostavia biomateriaaleja kehitettäessä.
Monet luun sairaudet johtuvat luun solujen epänormaalista toiminnasta, joten ymmärrys solujen toiminnasta ja toiminnan säätelystä lisää mahdollisuuksia kehittää uusia hoitomuotoja luun korjaamiseksi. Yksi tärkeistä tutkimuskohteista on kasvutekijät ja niiden toiminnan säätely luukudoksessa. Kasvutekijät ovat proteiineja, jotka toimivat solusignaloinnissa jo pieninä pitoisuuksina. Luukudoksessa kasvutekijät vaikuttavat solujen jakautumiseen, luun soluväliaineen syntymiseen ja solujen erilaistumiseen.
Luukudoksen tärkeimpiä kasvutekijöitä ovat insuliininkaltaiset kasvutekijät (IGF), fibroblastikasvutekijät (FGF), transformoiva kasvutekijä beeta (TGF-β), verihiutalekasvutekijä (PDGF) ja luun morfogeneettiset proteiinit (BMP). Näiden kasvutekijöiden yhdistämistä biomateriaaleihin luun ja verisuonten regeneraation tehostamiseksi tutkitaan, ja uusia sovelluksia kehitetään. Luun paranemista tehostavan regeneratiivisen biomateriaalin tulisi olla osteoinduktiivinen eli osteoblastien muodostumista lisäävä, bioyhteensopiva ja luukudoksen mekaanisiin ominaisuuksiin soveltuva.
Kliinisessä käytössä onkin jo joitakin kasvutekijöihin pohjautuvia biomateriaaleja, kuten kollageenisieni, johon on lisätty ihmisen rekombinanttia luun morfogeneettista proteiinia 2 (rhBMP-2). Tätä kasvutekijään pohjautuvaa biomateriaalia voidaan käyttää esimerkiksi selkärangan välilevyrappeuman ja sääriluun avomurtumien hoidossa. Yhdistettäessä kasvutekijöitä biomateriaaleihin, täytyy kantajamateriaalin valinnan lisäksi ottaa huomioon myös kasvutekijöiden vapautumismekanismi materiaalista sekä vasteen oikea-aikainen ja paikkainen kohdennus kudoksessa.
Huolimatta siitä, että joitakin kasvutekijöihin pohjautuvia biomateriaaleja on jo kliinisessä käytössä, liittyy materiaalien toiminnallisten ominaisuuksien kehittämiseen edelleen haasteita. Etenkin kasvutekijöiden säädelty vapautuminen materiaaleista on tärkeä kehityskohde uusia luun regeneraatiota tehostavia biomateriaaleja kehitettäessä.