Дослідники з Медичного центру Університету Небраски (University of Nebraska Medical Center) і Університету Небраски в Лінкольні (University of Nebraska-Lincoln) розробили регенеративний імплантат, який може допомогти відновити глибокі пошкодження кістки.

Як пише ТСН з посиланням на Medicalxpress, конструкція імплантата, що являє собою нановолокона, дозволяє поліпшити регенерацію кісткової тканини.

Яким чином? Направляючи відновлюючи клітини до місця пошкодження.

Як проходив експеримент

Конструкцію імплантували щурам з кістковими дефектами. Виявилося, що пристрій допомагав пошкодженій кістці стати щільнішою, об'ємнішою і більше схожою на навколишню рідну тканину, ніж при використанні багатьох інших сучасних конструкцій.

Імплантат стимулював регенерацію навіть без допомоги стовбурових клітин, що вводяться ззовні, або так званих факторів росту, які сприяють загоєнню, але при цьому можуть викликати додаткові ускладнення і побічні ефекти, наприклад, запалення.

"Поки що ми не знайшли жодної подібної конструкції, яка могла б працювати краще нашої. Структура - це ключ", - заявив керівник команди спеціалістів Цзінвей Ксі.

Ця особлива структура виникла завдяки недавньому інженерного прориву, ініціатором якого був Ксі. До цього, за його словами, багато лабораторій розробляли двомірні імплантати з нановолокон, збудовані таким чином, щоб в них утворювалися пори.

Як це працювало? Медики вводили стовбурові клітини, а ті повинні були проникнути в ці пори і в кінцевому підсумку сформувати тканини з такою ж структурою, як у рідної кістки.

Але інженерам часто не вдавалося створити досить великі і правильно розташовані пори, щоби клітини могли послідовно проходити через них і згодом формувати тканини, складові кістка.

Ксі поставив перед собою завдання виготовити тривимірний імплантат з більшими і прохідними порами.

Дослідники розробили тривимірний циліндричний імплантат, припускаючи, що така форма влаштування сприятиме рівномірному міграції відновлюють клітин і допоможе їм при цьому правильно утворювати мережі здорових тканин. Щоб перевірити гіпотезу, вчені вмонтували пристрою в пошкоджені черепи щурів і оцінили процес загоєння через чотири і вісім тижнів.

Що отримали вчені

Пристрої успішно забезпечили регенерацію кістки, яка покрила місця пошкодження значно краще, ніж у контрольній групі і групі, якій імплантували колагенові губки - широко використовувані сьогодні імплантати.

Регенерована за допомогою нового пристрою кістка містила більше мінералів, таких як кальцій, необхідних для формування здорової тканини. Вона була помітно щільніше і товще. А коли дослідники змоделювали вплив механічної напруги на відновлені тканини, виявилося, що нова кістка може витримувати приблизно такі ж навантаження, як і справжня.

Що отримає пацієнт

Винахід дозволить пацієнту із пошкодженою кісткою не вставляти чужорідний імплант, а заживити свою рідну кістку, що буде навіть ще більш міцною і швидше загоюватиметься. Додатково до всього, клітинам кісткового мозку, які культивувалися на розробленому командою імплантаті, був притаманний вищий рівень численних факторів росту.

За словами Ксі, якщо імплантат в кінцевому підсумку буде застосований в клінічних умовах, він може стати привабливою альтернативою більш традиційним підходам.