Текст опубликован в личном блоге и его автор не имеет отношения к администрации сайта
Разрыв вращательной манжеты плеча является довольно серьезной травмой. Она характеризуется ограниченной функцией плечевого сустава и часто сопровождается подвывихом головки плечевой кости. Недавно ученые из университета Коннектикута разработали экспериментальную сетку, которая благодаря крошечным частицам графена может предотвратить подобные повреждения.
При типичной травме вращательной манжеты происходит частичный или полный разрыв одного или нескольких сухожилий, соединяющих мышцы плеча с головкой плечевой кости (самая верхняя часть плечевой кости). В особо тяжёлых ситуациях сухожилие можно восстановить хирургическим путём. Однако, по словам доктора Катона Лоренсина из Университета Коннектикута, такие процедуры часто являются лишь краткосрочными решениями.
"Настоящая проблема заключается в том, что мышца дегенерирует и накапливает жир", - рассказывает он. При разрыве мышца сокращается, и организм накапливает жир в этой области. А когда сухожилие хирургическим путем прикрепляется к плечевой кости, ослабленная мышечная ткань не справляется с обычными нагрузками и часто травмируется повторно".
Учитывая эту проблему, Лоренсин в сотрудничестве с аспирантом Никоо Шемшаки и коллегами разработали терапевтическую сетку, которую можно было бы хирургически вживить в поврежденную мышцу сразу после получения травмы.
Полученная в результате электропроводящая сетка состоит из упорядоченных нановолокон поли-L-молочной кислоты (PLLA), пронизанных графеновыми нанопластинками. PLLA - это биосовместимый, биоразлагаемый полимер, который уже давно используется в медицине и является мощным коллагеностимулятором, в то время как графен - это очень плотный, высокопроводящий материал, образованный слоем атомов углерода толщиной в один атом.
Исследователи выращивали мышечную ткань на образцах графеновой матрицы в чашках Петри. Оказалось, что сетка стимулировала рост миотрубок (клетки-предшественники мышечных волокон) и препятствовала образованию жира. Более того, когда сетка была помещена в атрофированные мышцы плеча крыс с хроническими травмами вращательной манжеты, произошло полное восстановление мышечной ткани без участия жировых клеток.
Доктор Лоренсин считает, что таких результатов удалось достичь именно благодаря наночастицам графена. Графен стимулировал увеличение уровня внутриклеточного кальция (играющего ключевую роль в ускорении темпов роста мышечных клеток) в миотрубках, , а также ингибировал адипогенез (образование жира) в стволовых клетках-предшественниках.
"Это настоящий прорыв в терапии повреждений вращательной манжеты", - считает Лоренсин. "Новая методика решает главную проблему: дегенерацию мышечной ткани и накопление жира".
Сейчас ученые планируют провести испытания на более крупных животных моделях. Результаты данного эксперимента были изложены в статье, которая недавно была зарегистрирована в медицинском издании Proceedings of the National Academy of Sciences.
Источники: University of Connecticut, Journal Proceedings of the National Academy of Sciences.
1. (https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2208106119)
2. (https://today.uconn.edu/2022/08/advanced-materials-may-solve-vexing-repeated-shoulder-injuries/#)