Биохибридният материал може да замени и възстанови увредения хрущял

Сподели

Когато хрущялът в ставите като коленете се повреди, той се лекува много бавно – ако изобщо се случи. Един експериментален нов биохибриден материал обаче може един ден да го замени и може дори да насърчи растежа на нов естествен хрущял.

Едно от предизвикателствата при проектирането на изкуствен хрущял се крие във факта, че подобно на естествения си двойник, материалът трябва да бъде достатъчно ковък, за да се огъва със ставата, но също така достатъчно здрав, за да издържи постоянното натоварване върху него.

В миналото вещества, направени от естествени полимери като колаген, фибрин или хиалуронова киселина, са били предлагани като заместители, както и чисто синтетичните вещества. Според учени от университета Корнел нито един от двата подхода не е комбинирал успешно двете ключови качества на истинския хрущял.

Имайки предвид това ограничение, изследователите разработиха биохибриден материал, състоящ се от естествени колагенови влакна, суспендирани в синтетичен хидрогел. Гелът е цвитерионен, което означава, че всеки йон в него е както положително, така и отрицателно зареден.

Когато хидрогелът и колагенът първоначално се смесят, йоните в гела взаимодействат с положително и отрицателно заредените йони в колагеновите влакна, карайки последните да се самосглобяват във взаимосвързана мрежа като тази в естествения колаген. По този начин полученият материал е здрав и еластичен, но също така мек и гъвкав.

При лабораторни тестове беше установено, че биохибридът се „доближава до производителността“ на естествения ставен хрущял – той е с 40 процента по-еластичен от цвитерионния гел без добавения колаген, освен това притежава 11 пъти по-голяма енергия на счупване (което е мярка за издръжливост). Освен това, тъй като новият материал е биосъвместим, той може да бъде домакин на съседни хрущялни клетки, които мигрират в него и се възпроизвеждат.

„В крайна сметка искаме да създадем нещо за целите на регенеративната медицина, като например част от скеле, което може да издържи някои първоначални натоварвания, докато тъканта се регенерира напълно“, каза ас. Проф. Николаос Буклас, който ръководи изследването заедно с проф. Лорънс Бонасар. „С този материал можете да отпечатате 3D поресто скеле с клетки, които в крайна сметка биха могли да създадат действителната тъкан около скелето.“

Изследването е описано в статия, която наскоро беше публикувана в списанието Сборник на Националната академия на науките.

източник: Университет Корнел



Публикациите се превеждат автоматично с google translate


Сподели