Биопластырь восстанавливает костную ткань

Видео: ВОССТАНОВЛЕНИЕ КОСТНОЙ ТКАНИ. ПЕПТИДЫ

Исследователи из Университета Айовы недавно протестировали "биопластырь", который регенерирует отсутствующую или поврежденную костную ткань, доставляя прямо в клетки восстанавливающий генетический материал на носителях-наночастицах.

У живых крыс данный метод позволил успешно восстановить костную ткань до полного заращения небольших ран в черепе.

Биопластырь также стимулировал рост новых стромальных клеток в костном мозге животных.

Используя фрагменты ДНК, кодирующие тромбоцитарный фактор роста PDGF-B, ученые доставляли генетические "инструкции" прямо к живым клеткам, что вызывало усиление синтеза протеинов и постройку костной ткани. О своем открытии американские ученые сообщили в издании Biomaterials.

Другие исследователи также публикуют вдохновляющие результаты своих работ по регенерации костной ткани, но их методы основаны на доставке к клеткам восстанавливающих протеинов извне. Это довольно дорого, и требует интенсивного введения препаратов снова и снова. Новое исследование отличается тем, что ученые научились воздействовать на клетки изнутри, заставляя их вырабатывать собственные протеины.



Автор исследования Aliasger Salem, профессор Колледжа фармации Айовы, объясняет плюсы непосредственной доставки в клетки генетического материала: "Если вы вводите сам протеин, то вам потребуется постоянное введение нужных доз. С нашим методом вы получаете существенный локальный эффект без необходимости постоянного введения протеина".

Для создания своего биопластыря ученые взяли коллагеновую основу и присоединили к ней синтетические наночастицы-плазмиды, каждая из которых несет фрагмент ДНК с нужной инструкцией для клеток. Они поместили такие заплатки на небольшие отверстия размером 5х2 мм в черепной кости крыс. Для контроля использовали коллагеновый пластырь без ДНК. Эксперимент показал, что через 4 недели под биопластырем с ДНК выросло в 44 раза больше костной и других тканей, чем в группе контроля.



Плазмиды легко проникали в клетки костной ткани, окружавшие раневое отверстие, благодаря своему очень малому размеру и положительному электрическому заряду. Они успешно доставляли нужные фрагменты генетического материала, вызывая интенсивный синтез протеинов и ускоренное заживление раны.

Исследователи говорят, что их биопластырь можно с успехом использовать в стоматологии для регенерации костей челюсти перед имплантацией зубов. Это станет великолепным вариантом для пациентов, которые нуждаются в имплантации зубов, но имеют серьезные проблемы с костной тканью в нужной области.

Другое потенциальное применение биопластырей - это восстановление отсутствующей ткани у пациентов с некоторыми врожденными пороками развития. Биопластырь можно сделать любого размера и формы, что позволяет очень точно закрыть дефектную область и вырастить на ней костную ткань.

Сегодня исследователи работают над тем, чтобы генерировать новые кровеносные сосуды, которые будут ускорять рост костной ткани. Научные работы профессора Салема проводятся при поддержке Международной команды имплантологии, Национального института рака США и Американского общества рака.

Напомним, что в этом году британские ученые сообщали в журнале Advanced Functional Materials о работе над новым методом, который позволит применять стволовые клетки и пластик для лечения переломов костей.

Эта техника позволяет выращивать новые кости, используя имплантированный пластиковый каркас и прикрепленные к нему собственные стволовые клетки пациента. По мере развития новой костной ткани пластиковый имплантат должен постепенно разрушаться