Технология поможет разработать новые методы лечения для людей с серьезными травмами скелета.
Биоинженерная технология помогает восстановить поврежденные кости, не вызывая негативных побочных эффектов других методов лечения, показало исследование. Ученые полагают, что это открытие может проложить путь к инновационным методам терапии, стимулируя рост костной ткани у людей с тяжелыми травмами скелета или потерей костной массы из-за рака.
Ученые из Шотландии использовали целебный эффект «факторов роста» — встречающихся в природе молекул, которые способствуют регенеративным процессам организма. Они управляют ростом от младенчества до взрослой жизни и помогают в заживлении организма после травм. Факторы роста запускают сложные процессы, которые восстанавливают и воссоединяют поврежденные ткани.
Ученые использовали недорогой полимер полиэтилакрилат для разработки хирургического имплантата, который можно установить на месте дефекта кости. Уникальные свойства поверхности материала позволили уловить неактивные факторы роста и гарантировать, что они начнут работать только там, где они необходимы.
Возможность доставлять иммобилизованные белки непосредственно к месту лечения таким способом обеспечивает гораздо больший контроль над тем, как факторы роста становятся активными и начинают процесс заживления.
Удеш Дхаван, соавтор исследования из Университета Глазго
Полиэтилакрилат взаимодействует с фибронектином — распространенным белком в организме человека, который способствует адгезии и росту клеток. При соединении двух веществ формируются наносети, которые меняют форму фибронектина, обнажая некоторые аминокислоты. Эти аминокислоты естественным образом используются в организме, чтобы помочь клеткам прикрепляться, а также хранить неактивные белки.
Ученые поместили на сеть фибронектина фрагмент рекомбинантного латентного трансформирующего белка — 1, связывающего бета-фактор роста. Он действует как магнит для белка TGF-β1, который стимулирует клетки фактора роста в организме производить новую костную ткань в низких дозах.
Исследователи создали импланты из полиэтилакрилата, фибронектина и трансформирующего белка. В серии экспериментов они продемонстрировали способность имплантатов регенерировать кость при дефектах критического размера у мышей. В ходе исследования они наблюдали полную регенерацию костного дефекта.
Это поможет восстановиться пациентам, которые потеряли большие части кости из-за таких заболеваний, как рак, или в результате серьезных несчастных случаев, обеспечивая им гораздо более высокое качество жизни.
Мануэль Салмерон-Санчес, соавтор исследования из Университета Глазго
