Út az állatorvosi klinikumtól az egyedre szabott 3D-tervezésekig

Az állatorvosi munka már önmagában is rendkívül sokrétű a fajgazdagságnak köszönhetően, a technológia fejődésével és annak veteriner adaptálásával pedig számtalan új terület nyílik meg a diagnosztikától a kezelésekig. Így míg pár évtizede még ritkaságszámba ment, manapság már az MR és a CT vizsgálatok is elterjedtnek számítanak a kisállatgyógyászatban, és az állatorvosi specializáció is egyre magasabb fokot ér el a különböző szakágakban. A haladó képalkotó eljárások és a 3D-s technológia együttesen pedig megteremtette annak a lehetőségét is, hogy manapság már személyre szabott műtéti tervezéseket lehessen végezni, az adott páciens anatómiájához illeszkedő vezetősablonokkal vagy épp implantátumokkal, amelyeket már 3D-nyomtatással lehet létrehozni. Az előadás rövid áttekintőt ad arról, hogy milyen tapasztalatokkal lehetünk gazdagabbak, ha több különböző területen is (a praktizálásától az oktatáson át a kutatásig) változatos ismereteket gyűjthetünk, majd azokat a gyakorlatban is alkalmazzuk.

Polimer szálas nanokompozitok előállítása orvosi alkalmazásokra

A nanorészecskék polimer alapú szálas rendszerben történő diszpergálásával nanokompozit szerkezetek alakíthatók ki. Ha ezek mágneses részecskék, akkor olyan rendszert hozhatunk létre, amely a mágneses hipertermiás hatás révén (váltakozó külső mágneses mezőt használva a melegítési eljárás kiváltására) kiegészítő terápiás alkalmazásként használható a daganatos területek kezelésére.

Amennyiben antibakteriális hatású nanorészecskéket alkalmazunk, ezek a hagyományos antibiotikumoktól eltérő mechanizmussal támadják a baktériumokat, mely rezisztencia jelenség igen komoly problémákat okoznak mind a kórházakban, mind az otthon ápolás során, így széles hatásspektrumot biztosíthatnak. Kutatásaink során modellgyógyszerekkel is kísérletezünk, hogy a nanorészecskék csapdába ejtésével fájdalomcsillapító hatású sebfedést alakítsunk ki.

Tehát a polimerek műanyagokban történő passzív felhasználása csomagoló anyagok, infúziós szerelékek vagy sebészeti hálók irányából mostanra már intelligens formulázások segítségével messzemenően kibővült a kompozit rendszerek világával.

Prediktív szerkezet-tulajdonság összefüggések szemikristályos polimerekben

A szemikristályos polimerek tulajdonságait elsősorban a kristályos szerkezetük felépítése határozza meg. Általánosságban a mechanikai tulajdonságok, különösen a merevség és szilárdság döntő fontosságú a legtöbb alkalmazás szempontjából, de egyes alkalmazási területek szempontjából az optikai tulajdonságok és átlátszóság is döntő fontosságúak. Annak ellenére, hogy a tulajdonságokat meghatározó szerkezeti tényezők ismertek az irodalomban, a megbízható mennyiségi modellezés nehézkes. Kevés az olyan modellek száma, amelyek kapcsolatot teremtenek a szerkezet és a tulajdonságok között.

Ebben az előadásban olyan módszereket mutatunk be röviden, melyek segítségével a kristályos polimerek húzó rugalmassági modulusa és homályossága becsülhető kristályszerkezeti paraméterek alapján. A merevség leírására egy empirikus módszert mutatunk be [1,2] és egy új módszert dolgoztunk ki melynek segítségével a polimer fényszórása és homályossága számítható [3]. A homályosságot befolyásoló tényezők felderítése során egy új számításos módszert dolgoztunk ki, amellyel a kristályosodási folyamat és a kialakuló morfológia is mennyiségileg leírható [4]. A tulajdonságok modellezése során a kristályos szerkezetet mind kalorimetriás (DSC) és optikai mikroszkópiás (TOM) módszerekkel is részletesen jellemeztük. A modellek ellenőrzése során számos polimert alkalmaztunk és jó egyezést találtunk a becsült és a kísérletileg meghatározott tulajdonságok között.

[Irodalomjegyzék, Köszönetnyilvánítás ?]

A műanyag trójai faló

A műanyagok szintetikus polimerek, amelyek főként a kőolajiparból származnak. Tartósságának, elterjedtségének és alacsony költségének köszönhetően a műanyaggyártás az elmúlt évtizedekben óriási mértékben megnövekedett, elérte az 500 millió tonnát évente. A műanyagoknak az élet különböző területein nyújtott nagy előnyei, valamint a műanyaggyártás és -felhasználás növekedése miatt a műanyaghulladékok jelentős környezeti problémává váltak. Köztudott, hogy a nem megfelelő használat és ártalmatlanítás műanyag alom felhalmozódásához vezet a különböző vízi környezetekben. Az 5 mm-nél kisebb polimer részecskék, amelyeket mikroműanyagoknak neveznek, valószínűleg folyókon, patakokon és szennyvíztisztító telepeken keresztül jutnak a tengeri környezetbe. A környezeti elemekre gyakorolt ​​negatív hatása világszerte aggodalomra ad okot. Egyes fajok számára azonban a műanyag felületek új horizontot jelentenek a megtelepedésre. Előadásomban a műanyagszennyezésről és ezekről a plasztiszférikus közösségekről szóló tudományos eredményeket is bemutatom.

A laboratóriumi gyártástól a klinikai alkalmazásig: Sebészeti innováció interdiszciplináris együttműködés révén

A műanyagok forradalmasították a modern egészségügyet, alapvető megoldásokat nyújtva az egyszer használatos eszközök, az infekciókontroll, az orvosi műszerek és a regeneratív medicina területén. Sokoldalúságuk nemcsak általában a betegellátásban, hanem a sebészeti gyakorlatban is nélkülözhetetlenné tették őket – a varratoktól és implantátumoktól kezdve a protéziseken át a biológialiag lebomló állványzatokig. Különösen a polimer alapú bioanyagok fejlesztése hozott jelentős előrelépést a sebészeti eredményekben, lehetővé téve olyan betegspecifikus megoldásokat, amelyek elősegítik a szöveti regenerációt, csökkentik a szövődményeket és javítják a hosszú távú funkciókat.

Ez az előadás a műanyagok sebészetben betöltött kulcsszerepét vizsgálja, különös tekintettel a polimer alapú szövetmérnöki állványzatokra és sebgyógyító anyagokra. Az elektrosztatikus szálhúzás (electrospinning) technikájával előállított polimerhálók az új generációs anyagok közé sorolhatók, amelyeket sérvhálóként, sebkötözőként és bioaktív implantátumként alkalmaznak. Ezek az anyagok szabályozható mechanikai tulajdonságokat, irányított lebomlást és jobb biokompatibilitást kínálnak. Az úgynevezett keverék elektroszövési technika (blend electrospinning) és a háromdimenziós szálarchitektúrák fejlesztése lehetővé teszi a biológiailag integrálható állványzatok létrehozását, amelyek támogatják a sejtek tapadását, proliferációját és a szövetek regenerációját. Emellett az új gyártási eljárások, például a ko-elektroszövés, a koaxiális és a 3D elektrosztatikus szálhúzás, előre mozdíthatják a sebkezelés területén folyó kutatásokat is, hiszen ezen alkalmazások nagy porozitású mátrixok létrehozására is alkalmasak, melyek a szöveti regenerációt gyorsíthatják.

Ezen technológiák klinikai gyakorlatba történő átültetése az anyagtudósok, a biomérnökök és a sebészek összehangolt együttműködését igényli. Míg a sebészek definiálni tudják az alkalmazás során nélkülözhetetlen mechanikai és biológiai követelményeket, a mérnökök és anyagtudósok a polimerkémia, a scaffoldok fejlesztése és a biológiai lebonthatóság területén zajló innovációt viszik előre. Az interdiszciplináris együttműködés révén áthidalhatjuk a szakadékot a laboratóriumi innováció és a klinikai alkalmazás között, felgyorsítva a biztonságosabb, hatékonyabb és betegspecifikus sebészeti megoldások fejlesztését.