Автомобильные аварии, ранения и сложные операции иногда приводят к большой потере мягких тканей организма, которые трудно или даже невозможно восстановить. Исследователи из США разработали специальный гель для инъекций, армированный нановолокном, который может восстанавливать недостающие мышцы и соединительные ткани, выступая в качестве каркаса и «привлекая к месту происшествия» специальные клетки организма, специализирующиеся на заживлении ран.
Пока что команда исследователей проверила материал только на крысах и кроликах. Если исследования на людях пройдут также успешно, то гель может дать хирургам быстрый и простой способ помочь пациентам восстановить утраченные ткани без образования обширных деформаций или рубцов.
«Потеря мягких тканей является повсеместной проблемой в клинической медицине», – говорит Сашэнк Редди, реконструктивный хирург в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд. Хирурги могут трансплантировать ткани из другой области тела в место повреждения. Но это влечет за собой новые травмы для пациентов и опять таки потерю тканей. Хирурги могут вставлять синтетические имплантаты, но иммунные клетки часто отторгают этих «чужаков».
Сегодня в медицине уже используются гелеобразные наполнители. Если повреждения совсем незначительные, то хирурги вводят гель, состоящий из гиалуроновой кислоты (ГК), которая взаимодействует с иммунными клетками (макрофагами). Сталкиваясь с молекулами ГК, макрофаги посылают сигналы, которые «рекрутируют» клетки, образующие кровеносные сосуды, и клетки, которые помогают восстанавливать области повреждения. Однако гели на основе гиалуроновой кислоты, как правило, слишком мягкие, чтобы держать форму. Исследователи пытались укрепить их, связывая молекулы геля. Но чтобы сделать гели такими же прочными, как живая ткань, приходится добавлять слишком много «связей», превращающих субстанцию в жесткую трехмерную сетку, поры которой слишком малы для проникновения макрофагов и других клеток.
Редди и его коллеги придумали другой способ укрепить гиалуроновые гели. Сначала они создали нановолокна из биоразлагаемого полимера, который десятилетиями использовался в растворимых швах, называемых поликапролактоном. Затем они обработали волокна так, чтобы некоторые из них содержали молекулярные линкеры molecular linkers, предназначенные для связывания с ГК. В результате многочасового процесса сформировались связи между молекулярными линкерами и молекулами ГА, и получился гель, который был таким же эластичным, как мягкие ткани. Гелю потребовался лишь небольшой объем нановолокон, чтобы стать прочным – это означало, что он все еще имел достаточно большие промежутки между молекулами, чтобы клетки легко проникали сквозь них.
Чтобы проверить получившийся материал, Редди и его коллеги ввели гель подопытным кроликам, у которых хирургическим путем была удалена часть жировой прослойки. Сначала гель приобрел форму отсутствующей ткани и укрепился, а затем макрофаги легко проникли через него и «подали сигналы» клеткам, образующим кровеносные сосуды. Исследователи сообщили в Science Translational Medicine, что животные смогли восстановить куски ткани размером с кончик пальца.
Новый гель – прорыв с научной точки зрения, говорит Али Хадемхоссейни, биоинженер из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, который не принимал участия в исследовании. Он отмечает, что, в отличие от других субстанций, этот гель не включает в себя искусственные факторы роста, полагаясь на собственные силы организма.
Гель также может помочь восстановить мягкие ткани с определенными функциями, например, клетки сердечной мышцы. Хай-Кван Mao, эксперт по биоматериалам и член команды из Университета Джона Хопкинса, говорит, что исследователи надеются снабдить гелевую матрицу стволовыми клетками, которые образуют сердечную ткань, чтобы помочь восстановить повреждение ткани после сердечного приступа.
Источник: Science, 06.05.2019
ВАЖНО!
Информацию из данного раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. В случае боли или иного обострения заболевания диагностические исследования должен назначать только лечащий врач. Для постановки диагноза и правильного назначения лечения следует обращаться к Вашему лечащему врачу.
Для корректной оценки результатов ваших анализов в динамике предпочтительно делать исследования в одной и той же лаборатории, так как в разных лабораториях для выполнения одноименных анализов могут применяться разные методы исследования и единицы измерения.
У вас остались вопросы? Запишитесь на прием к врачу в вашем городе по тел. 8 (495) 363-0-363; 8 (800) 200-363-0.
