Российские ученые разработали новый трехмерный полимерный пористый материал из коллагена и хитозана, который представляет собой аналог костной ткани.
Уникальные полимерные материалы медицинского назначения, способные восстанавливать пораженные болезнью или травмой ткани человека, создали в лаборатории полимерных материалов для тканевой инженерии и трансплантологии Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого в рамках проекта 5–100.
Специалисты лаборатории разработали трехмерный пористый материал из коллагена и хитозана, который является аналогом костной ткани, сообщили в пресс-службе университета. С его помощью ученые могут восстанавливать часть кости, утраченной в результате травмы или болезни.
С помощью этого материала ученые могут восстанавливать часть кости, утраченной в результате травмы или болезни. Результаты исследования изложены в журнале Cell and Tissue Biology.
В последнее время ученые создают «мимикрические» материалы, которые организм принимает за собственные ткани. В поврежденный орган, будь то печень, кость или сосуды, внедряется полимерная матрица, насыщенная клетками самого органа. Так как материалы изготовлены из биосовместимых компонентов (хитозана и коллагена) организм не чувствует «подвоха» и не отторгает чужеродное тело. Со временем естественная ткань замещает искусственную, а имплантированная матрица разлагается.
«Мы уже проводили доклинические испытания — костную ткань испытывали на кроликах, — рассказали в пресс-службе университета. — Однако применение технологии для лечения людей сдерживается бюрократическими проблемами, необходимо специальное разрешение на проведение испытаний. Кроме того, клинические испытания очень дорого стоят. Один эксперимент на мышке обходится в 150–200 тысяч рублей, на людях это исчисляется миллионами».
Как отмечают специалисты, это совершенно новое направление деятельности не только для нашей страны, но и в мире в целом. Сейчас такие материалы называются «мимикрическими», то есть это некая обманка для организма. В поврежденный орган, будь то печень, кость или сосуды, внедряется полимерная матрица, насыщенная клетками самого органа. Так как материалы изготовлены из биосовместимых компонентов (хитозан и коллаген), организм не чувствует «подвоха» и не отторгает чужеродное тело. Со временем происходит замещение искусственной ткани естественной — помещенная матрица разлагается, а родная ткань формируется.
«Мы не то чтобы обманываем природу, мы просто помогаем ей справиться с появившимся недугом. Сейчас ведутся горячие споры на эту тему, что лучше: поставить замену реальному органу (имплантат) или же восстановить свой. С искусственным органом человек обречен на пожизненный прием препаратов, чтобы организм не отторгал его. А выращенная из собственных клеток человека ткань этого не требует», — поясняет Владимир Юдин, руководитель лаборатории.
Разработка искусственных органов для трансплантологии — актуальная задача современной медицины. Успешное развитие этого направления в значительной степени зависит от разработки биосовместимых и рассасывающихся полимерных материалов.
Ученые Политехнического университета не только разработали саму технологию создания биосовместимых материалов, стимулирующих восстановление естественных тканей, но еще и научились регулировать время, через которое эти материалы рассосутся. Очень важно, чтобы установленные материалы не распадались раньше, чем образуется новая ткань.
Результаты доклинических исследований показали, что через определенный промежуток времени вживленная в кость трехмерная губка обрастает естественной костной тканью, сам же материал при этом разлагается. Кроме того, коллагеновую губку исследовали и в тканях печени, и в мышечной ткани — материал также стимулировал восстановление естественной ткани органов.
В арсенале ученых есть и раневые покрытия, протезы кровеносных сосудов, шовные нити. Эти материалы также прошли стадию доклинических испытаний in vivo, результаты которых доказывают их эффективность. Материалы рекомендованы для медицинского использования в трансплантологии и тканевой инженерии.
Биоматериалы медицинского назначения специалисты Политеха создают совместно с Институтом цитологии РАН.
