Ученые Массачусетского технологического института и Кембриджского университета разработали эту тканевую основу, которая может помочь в восстановлении коленей и других суставов. Верхняя часть, обозначенная зеленой стрелкой, стимулирует рост костей, а нижняя часть, отмеченная оранжевой стрелкой, стимулирует рост хряща. Фото любезно предоставлено / Лорна Гибсон
(PhysOrg.com) – Инженеры и коллеги из Массачусетского технологического института создали новую тканевую основу, которая может стимулировать рост костей и хрящей при трансплантации в колени и другие суставы.
По словам Лорны Гибсон, специалисты Matoula S. Салапатас, профессор материаловедения и инженерии и соруководитель исследовательской группы с профессором Уильямом Бонфилдом из Кембриджского университета.
«Если у кого-то была поврежденная область в хряще, вы могли бы удалить хрящ и кость под ним и вставить наш каркас в отверстие», – сказал Гибсон. Исследователи описывают свой каркас в недавней серии статей в Journal of Biomedical Materials Research.
Лицензия на технологию предоставлена британской компании Orthomimetics, основанной одним из сотрудников Гибсона, Эндрю Линном из Кембриджского университета. Компания недавно начала клинические испытания в Европе.
Каркас состоит из двух слоев: один имитирует кость, а второй – хрящ. При имплантации в сустав каркас может стимулировать мезенхимальные стволовые клетки в костном мозге для образования новой кости и хряща. В настоящее время технология ограничивается небольшими дефектами, используя леса диаметром примерно 8 мм.
Исследователи продемонстрировали эффективность каркаса в 16-недельном исследовании с участием коз. В этом исследовании каркас успешно стимулировал рост костей и хрящей после имплантации в колени коз.
Проект, при поддержке Института Кембриджа-Массачусетского технологического института, начался, когда команда решила построить каркас для роста костей. Они начали с существующего метода производства каркаса кожи, сделанного из коллагена (из коровьего сухожилия) и гликозаминогликана, длинной полисахаридной цепи. Чтобы имитировать структуру кости, они разработали метод минерализации коллагенового каркаса путем добавления источников кальция и фосфата.
Как только это было сделано, команда решила попробовать создать двухслойный каркас для регенерации кости и хряща (известный как костно-хрящевой каркас). Их метод создает два слоя с постепенным переходом между слоями кости и хряща.
«Мы постарались сделать его похожим на переход в теле. Это одна из его уникальных особенностей, – сказал Гибсон.
В настоящее время существует несколько различных способов лечения повреждений хряща, включая стимуляцию костного мозга для высвобождения стволовых клеток путем просверливания отверстия через хрящ в кости; трансплантация хряща и подлежащей кости из другой, менее нагруженной части сустава; или удаление хрящевых клеток из организма, стимулирование их роста в лаборатории и их повторная имплантация.
По словам Гибсона, новый каркас может предложить более эффективную, менее дорогую, более легкую и менее болезненную замену этим методам лечения.
Сотрудниками Массачусетского технологического института над проектом являются профессор Иоаннис Яннас, специалист по машиностроению и биологической инженерии; Майрон Спектор из Отделения медицинских наук и технологий Гарварда-Массачусетского технологического института (HST); Бираджа Канунго, аспирант кафедры материаловедения и инженерии; недавние стипендиаты Массачусетского технологического института Брендан Харли (сейчас работает в Университете Иллинойса) и Скотт Викерс; и Захари Висснер-Гросс, аспирант HST. Доктор. Ху-Пин Сюй из Гарвардской медицинской школы также работал над проектом.
Исследователи Кембриджского университета, участвующие в проекте, – профессор Уильям Бонфилд, Эндрю Линн, ныне генеральный директор Orthomimetics, д-р. Нил Раштон, Серена Бест и Рут Кэмерон.
Предоставлено Массачусетским технологическим институтом (новости: в Интернете)