Polski „cement” ma leczyć złamane kości! Wynalazek naszych naukowców zachwycił jury w Kanadzie!
Naukowcy z Politechniki Gdańskiej opracowali nową generację cementu kostnego, który może w przyszłości pomóc w wypełnianiu ubytków i wspieraniu regeneracji kości. Materiał ma postać plastycznej pasty, którą można podać bezpośrednio w miejsce uszkodzenia. Dopiero tam stopniowo twardnieje, dopasowując się do kształtu ubytku.
Najnowsza wersja rozwiązania, nazwana MG²-MULTISET Bone Cement, zdobyła srebrny medal oraz dwie nagrody specjalne podczas międzynarodowego konkursu iCAN2026 w Kanadzie.
Cementy kostne różnią się od materiałów stosowanych w budownictwie. W medycynie służą między innymi do wypełniania uszkodzonych fragmentów kości. Ich ważną zaletą jest możliwość podania w formie pasty, która przed utwardzeniem dopasowuje się do nieregularnej przestrzeni. Dzięki temu nie zawsze trzeba przygotowywać implant o ściśle określonym kształcie. Nad takimi biomateriałami od kilku lat pracuje zespół kierowany przez dr. inż. Marcina Wekwejta z Politechniki Gdańskiej.
Badacze łączą ceramikę fosforanowo-magnezową z naturalnymi hydrożelami, czyli materiałami zdolnymi do wiązania wody i tworzenia przestrzennej sieci polimerowej. Takie połączenie pozwala kształtować zarówno konsystencję i wytrzymałość cementu, jak i jego zachowanie w środowisku biologicznym.
W najnowszej formulacji, oprócz cementu fosforanowo-magnezowego i gumy guar, wykorzystano między innymi boraks, węglan wapnia oraz sorbitol. Każdy składnik pełni odmienną funkcję, wspólnie wpływając na konsystencję pasty, tempo jej utwardzania oraz strukturę materiału po związaniu. W trakcie tego procesu powstają równolegle mineralna struktura cementu i polimerowa sieć hydrożelu. Dzięki temu naukowcy mogą kontrolować właściwości materiału na kolejnych etapach – od przygotowania i aplikacji po jego ostateczną postać.
Współczesny cement kostny powinien spełniać znacznie więcej zadań niż samo mechaniczne wypełnienie ubytku. Ważne jest, aby można go było łatwo przygotować i podać, by zachowywał spójność w kontakcie z płynami ustrojowymi oraz utwardzał się w odpowiednim czasie. Istotne są również jego degradacja i reakcja organizmu na wszczepiony materiał.
Właśnie dlatego zespół analizuje zależności między składem cementu, jego właściwościami mechanicznymi, procesem wiązania i odpowiedzią biologiczną. To szczególnie ważne, ponieważ zmiana nawet jednego składnika może wpływać na kilka cech materiału jednocześnie. Lepsze poznanie tych mechanizmów pozwoli projektować kolejne warianty biomateriałów w sposób bardziej świadomy i precyzyjny.
MG²-MULTISET Bone Cement zgłoszono do 11. edycji konkursu International Invention Innovation Competition in Canada. Oprócz srebrnego medalu innowacyjne rozwiązanie otrzymało nagrody specjalne Macao Innovation and Invention Association oraz Korea Invention Academy.
Wynalazek potrzebuje jednak dalszych badań
Nowy cement jest częścią szerszego programu rozwoju ceramiczno-polimerowych biomateriałów na Politechnice Gdańskiej. Wcześniejsze rozwiązania zespołu, DuoSet-SaMgCem i MgCarraGelCem, również zostały nagrodzone podczas iCAN2025. Kolejne prace obejmują optymalizację składu oraz badania nad wiązaniem, wytrzymałością, degradacją i reakcją biologiczną materiałów.
Zdobyte wyróżnienia potwierdzają międzynarodowe zainteresowanie rozwijaną technologią. Do jej zastosowania klinicznego potrzebne są jednak dalsze badania, zwłaszcza ocena zachowania cementu w bardziej wymagających modelach biologicznych. Jeśli kolejne etapy zakończą się pomyślnie, opracowywane materiały mogą w przyszłości znaleźć zastosowanie w leczeniu ubytków kostnych, szczególnie tych o nieregularnym kształcie.
Źródło: Politechnika Gdańska
Czytaj też: Trwa to zaledwie ułamek sekundy, a angażuje gigantyczną sieć. Zobacz, co robi mózg, zanim powiesz słowo!
Grafika tytułowa: Harlie Raethel / Unsplash
