Вне зависимости от травмы, болезни или других факторов, отсутствующие части кости довольно трудно заменить. Здесь и перспективы заживления и риски отторжения накладываются друг на друга. Однако новый инъекционный гидрогель рассматривается как потенциальный материал для регенерации костей под воздействием видимого света.
Если травмы костей, такие как переломы, обычно заживают сами по себе, то большие участки отсутствующей кости, известные как «дефицит костной ткани», часто не восстанавливаются. Это не нейроны, которые можно заставить регенерировать с помощью одной таблетки.
В результате их обычно приходится заполнять костной тканью, взятой из другой кости человека, чаще всего донором служит бедренная кость. Это не только инвазивная и болезненная процедура, но и её суть в перераспределении оставшейся костной массы, то есть операция перемещает дефицит костной ткани из одной части скелета в другую.
В поисках более эффективной альтернативы некоторые группы ученых разрабатывают пористые материалы, похожие на костную ткань, которые закрывают собой дефект вместо настоящей кости.
Принцип регенерации костных тканей
Пористые материалы не просто так остаются с порами. Клетки из прилегающей костной ткани постепенно мигрируют в такой материал, как на каркас. И уже на нем клетки кости продолжают размножаться по мере того, как сам материал безвредно биодеградирует. В конечном итоге имплантированный материал полностью заменяется новой, естественной костью.
Некоторые из этих экспериментальных материалов для регенерации костей изначально печатаются на 3D-принтере вне тела, а затем закрепляются в нужном месте с помощью клея. К сожалению, найти надежный клей невероятно сложно.
Другой подход предполагает введение геля, который впоследствии затвердевает в пористую структуру. Это кажется лучшим решением, но некоторые из этих веществ требуют много времени для застывания, они недостаточно биоразлагаемы и/или им не хватает механической прочности.
Вот тут-то и появляется новый материал.
Новый материал для регенерации тканей
Созданный профессором Хён Джун Ча и его коллегами из Корейского университета науки и технологий Пхохан (POSTECH), этот гидрогель состоит из альгината (полученного из водорослей), биоинженерного адгезивного белка добытого из мидий, ионов кальция, химического вещества, известного как фосфонодиол, и фотореактивного агента.
Гель вводят в дефект костной ткани, а затем облучают его безвредным видимым светом. За счет света полимерные цепи геля сшиваются друг с другом, в результате чего он превращается в прочное, пористое, биоразлагаемое твердое вещество, которое надежно связывается с прилегающей костной тканью.
В это же время внутри материала образуется аморфный фосфат кальция. Это очень похожее на кость соединение служит каркасом для соседних костных клеток, повышая скорость, с которой они перемещаются, размножаются и заменяют материал настоящей костью. Трансгуманизм ли это, или пока еще биохакинг?
Актуальный статус гидрогеля для выращивания костей
Гидрогель был успешно испытан на крысах с дефицитом бедренной кости. В настоящее время нет информации о том, когда могут начаться испытания на людях.
Подобные материалы о передовом крае биотехнологий, регенеративной медицины, работе мозга, способов улучшить продуктивность и личную эффективность – читайте в материалах сообщества. Подписывайтесь, чтобы не пропускать свежие статьи!
