Ученым из Университета Дьюка удалось разработать повязку, которая фиксирует и удерживает определенную молекулу (способствующую регенерации) в области перелома кости и, таким образом, позволяет ускорить консолидацию костной ткани.
В экспериментальном тестировании на животных повязка помогла ускорить регенерацию и формирование костной мозоли на три недели.
Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что такие биоразлагаемые повязки можно использовать как покрытие для костных трансплантатов или имплантов при необходимости восстановить дефекты.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Advanced Materials.
В 2014 году профессор биоинженерии Шини Варгезе, из университета Дюка, изучала то, каким образом современные биоматериалы из фосфата кальция улучшают восстановление и регенерацию костей. В лаборатории под ее руководством было обнаружено, что молекула аденозина играет очень значительную роль в стимуляции роста костей.
Дальнейшие исследования показали, что после травмы область повреждения заполняется молекулами аденозина, способствующими регенерации, но эти высокие уровни аденозина быстро снижаются за счет метаболических процессов. Таким образом, сохранение высокого уровня аденозина в области повреждения костной ткани могло бы позволить улучшить регенерацию.
Профессор Варгезе и ее коллега Юзе Цзэн разработали повязку из биоматериала с содержанием молекул бороната (они связывали аденозин), которую наносили непосредственно на сломанную кость. Связь молекул не была стойкой и это позволяло аденозину медленно высвобождаться из повязки.
В проведенном исследовании Варгезе и ее коллеги показали, что биоматериалы с пористой структурой с содержанием боронатов могут захватывать избытки аденозина, возникающие сразу после травмы. Затем исследователи использовали повязки при переломах голени у мышей.
Наблюдение за животными показало, что регенерация костной ткани и формирование костной мозоли у животных с использованием повязки было намного лучше, чем в контрольной группе и процесс был короче на 3 недели.
Результаты исследования также показали, что аденозиновые ловушки оказывают эффект независимо от того, были они загружены аденозином или нет, что имеет большое значение при лечении переломов, обусловленных инволюционными изменениями в костной ткани у пожилых людей.
Варгезе и Юзе планируют продолжить активную разработку и применение нового биоматериала как для лечения переломов, так и остеопороза. Планируется создание как материала, который будет разлагаться в организме, так и перманентных повязок для лечения повторных переломов у пациентов с остеопорозом. Кроме того, предложено разработать смазывающий гель с аденозином для лечения дегенеративных заболеваний опорно-двигательного аппарата (например, артрозов).
