Группа ученых из Тель-Авивского университета разработала инновационную технологию с использованием специального гидрогеля, которая позволяет восстановить костную ткань и корректировать крупные костные дефекты. Методика была апробирована на животных и планируется перейти к клиническим испытаниям технологии.
Исследование было проведено специалистами стоматологической школы медицины имени Мориса и Габриэлы Гольдшлегер при ТАУ, под руководством профессора Лихи Адлер-Абрамович. Результаты исследования были опубликованы в журнале клинической пародонтологии.
Как известно при небольших костных дефектах, таких как переломы, происходит спонтанное заживление и восстановление поврежденной костной ткани. При наличии же больших костных дефектов, например, после удаления зуба или воспаления вокруг имплантов, костная ткань не может восстановиться в достаточном объеме.
В ходе проведенного исследования ученые разработали гидрогель, который имитировал природные субстанции во внеклеточном матриксе костей, и он стимулировал регенерацию костей и реактивировал иммунную систему для ускорения процесса восстановления костной ткани.
Внеклеточный матрикс имеет особенность в каждом типе ткани и состоит из соответствующих веществ, которые обеспечивают необходимые механические свойства. Новый инновационный гидрогель имитирует своей фибриллярной структурой внеклеточный матрикс естественной костной кости. Кроме того, он достаточно жесткий, что дает возможность клеткам дифференцироваться в костеобразующие клетки.
Таким образом, гидрогель соответствует по химическим и физическим свойствам внеклеточном матриксу. Клетка на нанометрическом уровне может прикрепляться к гелю и получать структурную поддержку и определенные механические сигналы от волокон. Для проверки этих свойств гидрогеля ученые выращивали клетки в 3D-модели геля, затем проверили действие гидрогеля на животных моделях с наличием больших дефектов кости, которые не могли самостоятельно регенерировать. Ученые наблюдали за животными в течение 2 месяцев и контролировали состояние костной ткани с помощью различных методов, включая микро-КТ. Как показали наблюдения, костные дефекты полностью закрылись полноценной костной тканью, с восстановлением первоначальной толщины и образованием новых кровеносных сосудов.
Как считают ученые, инновационный гель может быть использован в клинической практике, например, в ортопедии или в стоматологии. Кроме того, использование гидрогеля позволит отказаться от забора здоровой ткани для восстановления костных тканей, что часто используется в клинической практике при больших костных дефектах, и такая процедура имеет определенные риски.
