Новое вещество не только эффективнее существующих методов, но и значительно дешевле, так как необходимое для него сырье — наноцеллюлоза — уже производится в коммерческих масштабах.
Совместная группа ученых из Университетов Британской Колумбии и МакМастера разработала новое пенообразное вещество, призванное модернизировать современные костные имплантаты. О своих результатах специалисты сообщают в журнале Acta Biomaterialia.
Большинство костных имплантатов сегодня сделаны из твердой керамики. Они достаточно выносливы, но в то же время очень хрупкие, что затрудняет работу. Кроме того, зачастую бывает довольно сложно сделать эти имплантаты соответствующими форме переломов или отверстий в поврежденной кости, что часто приводит к отторжению. Чтобы решить эту проблему, исследователи создали целлюлозный нанокристаллический аэрогель, который может стать эффективной альтернативой нынешним синтетическим материалам.
Команда ученых разработала пенообразное вещество (аэрогель), которое можно вводить в поврежденные кости, чтобы обеспечить «строительные леса» для роста новой ткани. Аэрогель состоит из нанокристаллов, полученных из обработанной растительной целлюлозы, которая может соединяться, образуя прочную, но легкую «губку», способную расширяться или сжиматься, заполняя полость.
Е
Проверяли аэрогель на двух группах лабораторных крыс, одна из которых получила импланты аэрогеля, а вторая — нет. За трехнедельный период эксперимента в первой группе наблюдался рост костей на 33 процента, а через 12 недель он повысился на 50 процентов по сравнению с контрольной группой.
По словам специалистов, эти результаты показывают, что целлюлозные нанокристаллические аэрогели могут считаться жизнеспособной и даже предпочтительной средой для поддержки роста костей. По мере заживления тканей имплантаты со временем распадаются на нетоксичные компоненты в организме, что исключает необходимость дальнейших инвазивных процедур. Ученые уверены, что, даже если новый способ не вытеснит традиционные имплантаты, он обязательно найдет свое применение в качестве вспомогательного или альтернативного способа лечения.
«Новый аэрогель может быть использован в ряде случаев, включая зубные имплантаты и операции по замене позвоночника и суставов. Помимо прочего, это еще и более экономичный способ, так как необходимое сырье — наноцеллюлоза — уже производится в коммерческих масштабах», — уверяет сотрудник Университета МакМастера и ведущий автор исследования Кэтрин Грандфилд (Kathryn Grandfield).
Следующим шагом специалистов будет изучение механизмов, которые происходят между костью и имплантатом и приводят к росту кости. Помимо этого, ученые с помощью современных микроскопов будут наблюдать, как разрушается имплантат. Исследователи подчеркивают, что им потребуется больше биологических тестов, прежде чем они будут готовы к клиническим испытаниям.