Миллионы людей во всем мире страдают от сильной боли в суставах, обусловленной остеоартритом. Болевой синдром в определенной степени удается снизить с помощью некоторых медикаментов, но методов лечения, позволяющих повернуть вспять и притормозить процесс дегенерации хряща, пока не существует.
Инженеры из MIT разработали новый материал, который позволяет доставить лекарства непосредственно в хрящ, что значительно увеличивает возможность восстановления поврежденной хрящевой ткани.
В исследовании, проведенном на крысах, ученые обнаружили, что введение вещества под названием инсулиноподобный фактор роста 1 (IGF-1) с использованием нового материала гораздо более эффективно снижает разрушение хряща, чем при введении его в полость сустава.
Артроз считается прогрессирующим заболеванием, обусловленным травмой структур сустава или дегенеративными инволюционными изменениями в хряще. Хрящ- это гладкая соединительная ткань, которая формируется хондроцитами, но она очень плохо восстанавливается после повреждения.
В ранее проведенных исследованиях было показано, что IGF-1 помогает в некоторой степени восстановить хрящевую ткань у животных. Тем не менее, многие препараты для лечения остеоартрита, которые оказывали хороший эффект на животных, не давали убедительных результатов в клинических исследованиях.
Ученые из MIT заподозрили, что это связано с тем, что лекарства быстро вымываются из сустава, не достигнув глубокого слоя хондроцитов. Для решения этой проблемы они поставили задачу создать материал способный проникать вглубь хряща.
Они создали сферическую молекулу, с наличием большого количества разветвленных структур, называемых дендримерами, которые исходят от центрального ядра. Молекула на конце каждой из своих ветвей имеет положительный заряд, что позволяет связываться с отрицательно заряженными структурами хряща. Молекулы IGF-1 также могут прикрепляться к поверхности.
После введения этих частиц в сустав, они покрывают поверхность хряща и затем начинают диффундировать через него. Как только частицы достигают хондроцитов, молекулы IGF-1 связываются с рецепторами на поверхности клеток и стимулируют выработку клетками протеогликанов, строительного материала хрящевой ткани. IGF-1 также стимулирует рост клеток и предотвращает их разрушение.
Эксперименты на крысах показали, что период полураспада материала в 10 больше, чем при введении ИГФ-1 в сустав и составляет около 4 дней. Это позволило сохранять эффективную концентрацию лекарства в суставе в течение 30 дней. Поэтому, как считают ученые, пациентам можно вводить лекарственное средство вместе с новым материалов всего 1 раз в месяц и этого будет достаточно для хорошего терапевтического эффекта.
Ученые планировали разработать материал для лечения остеоартрита, связанного с травматическим повреждением, но в дальнейшем планируется адаптировать его для лечения инволюционных изменений в суставах. Кроме того, материал может быть использован для прицельной доставки различных активных веществ в ткани.
