Розроблено багатообіцяючий імплантат для регенерації кісток

Новий імплантат сприяє набагато швидшому і якіснішому загоєнню кістки.

Регенеративний імплантат, розроблений дослідниками з Медичного центру Університету Небраски (University of Nebraska Medical Center) та Університету Небраски в Лінкольні (University of Nebraska - Lincoln), може допомогти відновити глибокі пошкодження кістки.

Група дослідників розробила імплантат на основі нановолокон, конструкція якого дозволяє поліпшити регенерацію кісткової тканини, направляючи відновлюючі клітини до місця пошкодження. При імплантації щурам з кістковими дефектами такий пристрій допомагав пошкодженій кістці стати щільніше, об'ємніше 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 зростання, які сприяють загоєнню, але при цьому можуть викликати додаткові ускладнення і побічні ефекти, починаючи від запалення і закінчуючи безконтрольним утворенням тканин.

"Поки що ми не знайшли жодної подібної конструкції, яка могла б працювати краще нашої. Структура - це ключ ",

каже Цзінвей Ксі (Jingwei Xie), який керує розробкою.

Ця особлива структура виникла завдяки недавньому інженерному прориву, ініціатором якого був Ксі. До цього, за словами Ксі, багато лабораторій розробляли двомірні імплантати з нановолокон, вибудувані таким чином, щоб в них утворювалися пори. В ідеалі, як вважалося, запроваджувані медиками стовбурові клітини повинні були проникнути в ці пори і в кінцевому підсумку сформувати тканини з такою ж структурою, як у рідної, навколишнього імплантат кістки. Але інженерам часто не вдавалося створити досить великі і правильно розташовані пори, щоб клітини могли послідовно проходити через них і згодом формувати тканини, що становлять кістку. Ксі поставив перед собою завдання виготовити тривимірний імплантат з більш великими і прохідними порами.

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

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 щільнішою і товщою. А коли дослідники змоделювали вплив механічної напруги на відновлені тканини, виявилося, що нова кістка може витримувати приблизно такі ж навантаження, як і справжня.

До того ж клітини кісткового мозку, які культивувалися на розробленому командою імплантаті, відрізнялися більш високим рівнем численних факторів зростання. За словами Ксі, якщо імплантат в кінцевому підсумку буде застосований в клінічних умовах, він може стати привабливою альтернативою більш традиційним підходам.