Портал создан при поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Новый материал для костного каркаса

Четырехкомпонентный материал должен эффективнее лечить кость, помогая ей восстановиться от повреждений.

Клетка остеобласт под электронным микроскопом. (Фото: Ian Slipper / Flickr.com)
Клетка остеобласт под электронным микроскопом. (Фото: Ian Slipper / Flickr.com)
Слева – материал для костного каркаса с полипирролом (+РР) и без (-РР), в центре и справа – новый материал для костного каркаса под электронным микроскопом. (Фото: Юрий Шаталин / ИТЭБ.)
Слева – материал для костного каркаса с полипирролом (+РР) и без (-РР), в центре и справа – новый материал для костного каркаса под электронным микроскопом. (Фото: Юрий Шаталин / ИТЭБ.)
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации
Наука и жизнь // Иллюстрации

Больной орган или ткань можно пересадить, взяв замену у донора – правда, не со всеми органами это получается. Так делают уже довольно давно, но в последнее время медики и биологи все чаще пытаются выращивать ткани на пересадку с нуля, прямо в лаборатории, и тут уже есть совершенно поразительные достижения (как в случае с мальчиком, больным буллезным эпидермолизом, которому в прямом смысле вырастили новую кожу).

А еще можно поступить иначе: пересадить больному не готовый орган, но каркас, на котором организм сам достроит нужные ткани. Такой каркас должен быть, конечно, биосовместимым и одновременно он должен стимулировать восстановительные процессы. Например, костные каркасы позволяют восстанавливать пористую трехмерную структуру поврежденных костей и их физиологические функции, они обеспечивают приток питательных веществ к месту повреждения, благодаря чему костная ткань успешно регенерирует.

Обеспечим библиотеки России научными изданиями!

Новый, более эффективный материал для костного каркаса описывают в своей статье в International Journal of Pharmaceutics исследователи из Университета Хельсинки и Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) Российской академии наук, которые соединили вместе гидроксиапатит, желатин, полипиррол и мезопористый оксид кремния. Синтетический гидроксиапатит широко используется в инженерии костной ткани – по химическому составу он сходен с костным гидроксиапатитом. Однако у него, несмотря на биосовместимость и способность стимулировать регенерацию кости, есть сильный недостаток – он слишком хрупок. С другой стороны, в компании с другими соединениями он становится крепче.

Другой компонент нового каркаса, диоксид кремния, также способен активировать минерализацию кости; кроме того, его можно использовать как транспортное средство для доставки лекарств и регулировать с его же помощью высвобождение лекарственных препаратов в нужном месте. Третья составляющая – желатин: с ним хорошо связываются клетки остеобласты, за счет которых кости и растут. Наконец, полипиррол нужен для того чтобы связать воедино гидроксиапатит, желатин и диоксид кремния. У него тоже есть свои минусы, но в сочетании с другими материалами его вполне можно использовать, не опасаясь, что он повредит живой костной ткани.

Напомним, что каркас должен быть не просто механической опорой – он содержит антибиотики, подавляющие инфекцию в поврежденной кости, и помогает работать клеткам-восстановителям. Эксперименты с новым каркасом показали, что он справляется с этими задачами лучше, чем другие. С новым каркасом можно было растянуть высвобождение антибиотика до 4 месяцев, он был достаточно прочен, хорошо связывал белок и отличался хорошей биосовместимостью – клетки костной ткани оставались в нем жизнеспособными две недели. Если дальнейшие эксперименты подтвердят перспективность нового материала, то, надо думать, он найдет свое место в повседневной клинической практике.

По материалам пресс-службы ИТЭБ РАН. 

Автор: Кирилл Стасевич

Источник: Наука и жизнь (nkj.ru)