Стимулируя клетки к репродукции, электричество, как было доказано ранее, помогает заживлять травмы мягких тканей. Теперь оказалось, что имплантируемый материал, вырабатывающий электричество, также способствует регенерации хряща в поврежденных суставах.

Тхань Нгуен (слева) и Ян Лю с образцом пьезоэлектрического материала для изготовления тканевого каркаса. Тхань Нгуен

 

В исследовании, проведенном в Университете Коннектикута, группа специалистов под руководством доцента Тхань Нгуена и кандидата наук Яна Лю изучила возможность использования "тканевого каркаса" из нановолокон биоразлагаемого полимера, известного как поли-L-молочная кислота (PLLA). Ранее он использовался для ускорения заживления сломанных костей.

Так называемые тканевые каркасы получили свое название от того, что имеют похожую на каркас трехмерную внутреннюю структуру, которая служит своего рода приютом для соседних клеток, где они мигрируют и размножаются. В конце концов, каркас растворяется и полностью замещается клетками, в результате чего образуется плотная биологическая ткань.

Тканевый каркас ( иллюстрация Thanh Nguyen)

 

Однако, по словам ученых, суставной хрящ, выращенный с помощью традиционных каркасов, как правило, слабее исходного хряща, что при регулярном использовании приводит к его быстрому разрушению. Вот тут-то и приходит на помощь PLLA.

Наряду с высокой биосовместимостью, этот материал также является прекрасным пьезоэлектриком, поскольку при механическом воздействии он вырабатывает небольшой электрический ток. Поэтому считалось, что если имплантировать тканевый каркас из этого материала в артрозный коленный сустав, то он будет постоянно генерировать электричество, способствующее укреплению хряща, когда он сжимается в процессе ходьбы.

Биоинженеры UConn регенерируют хрящ в поврежденных коленях. Этот кролик был способен прыгать по беговой дорожке и заново нарастил здоровую хрящевую ткань после того, как исследователи из лаборатории биоинженера Университета Конна Танха Нгуена восстановили его колено с помощью биоинженерного пьезоэлектрического каркаса

Для проверки этой теории кусочки такого материала были помещены в поврежденные коленные суставы кроликов, которые регулярно прыгали на медленно движущейся беговой дорожке. Было обнаружено, что через один-два месяца в суставах начал расти крепкий, прочный хрящ. В отличие от этого, в контрольной группе, получившей обычный суставной каркас, поврежденный хрящ практически не заживал.

Важно отметить, что материал не содержал каких-либо химических факторов роста, которые могут вызвать нежелательные побочные эффекты. Теперь исследователи хотят испытать технологию на более крупных и более взрослых животных и проследить за восстановлением хрящевой ткани в течение как минимум одного-двух лет.

Статья об этом исследовании была недавно опубликована в журнале Science Translational Medicine.

Источник: Коннектикутский университет

Буквально вчера ученые из American Chemical Society рассказали о лечении подобного недуга - остеоартрита - самого распространённого заболевания суставов среди болезней опорно-двигательного аппарата. Исследователям удалось создать экспериментальный метод лечения вдохновившись конькобежным спортом. Как тонкий слой воды, позволяет конькобежцам скользить по льду, так и  экспериментальное лекарство будет медленно и непрерывно выделяться в жидкой среде организма смазывая хрящевую ткань сустава.