Биоактивный гель способствует регенерации хрящей

"В отличие от костей, хрящи не отрастают, поэтому клинические стратегии восстановления этой ткани представляют собой большой интерес", сказал Самуил И. Ступп, главный автор исследования и директор Института Бионанотехнологий. Бесчисленное количество людей - спортсмены любители, профессиональные спортсмены и люди, чьи суставы изношены, жаждут узнать, насколько эффективной может быть связанная с этим ортопедическая операция.

Поврежденный хрящ может привести к боли в суставам и потери физических функций, а в конечном итоге - к остеоартриту, заболеванию, оценка экономического воздействия которого приближается к $ 65 млрд в Соединенных Штатах. При старении и все более активном населении это число будет расти.

"Хрящи не регенерируют у взрослых. Вы на всю жизнь останетесь с теми хрящами, которые появились у вас при рождении", говорит первый автор Рамиль Н. Шах, доцент кафедры материаловедения и инженерного дела в школе инженерии и прикладных наук Маккормика и доцент ортопедической хирургии в школе медицины Фейнберга. Шах также является резидентным преподавателем в институте Бионанотехнологий.

Коллаген типа II является основным белком в хрящах суставов, гладкой, белой соединительной тканью, покрывающей концы костей, где они складываются в суставы.

"Наш материал наноскопических волокон стимулирует стволовые клетки, присутствующие в костном мозгу, для производства хрящей, содержащих коллаген II и ремонта поврежденных суставов," говорит Шах-Саид. "Процедура, называемая микрофактурой, является наиболее распространенной техникой, используемой врачами в настоящее время, но она, как правило, производит хрящи с преобладающим Type I коллагеном, который больше похож на рубцовую ткань".

Гель вводят в виде жидкости в область повреждения суставов, где он затем объединяется и формируется. Эта внеклеточная матрица, имитирующая обычно видимые клетки, делает молекулярный дизайн одним из наиболее важных факторов роста по ремонту и восстановлению хряща. Сохраняя фактор роста концентрированным и локализованным, хрящевые клетки имеют возможность к регенерации.

Вместе с Нирав А. Шах, исследователи имплантировали их нановолоконный гель подопытным животным с дефектами хряща.

Животные лечились с помощью микрофактуры, где крошечные отверстия, сделанные в кости под поврежденным хрящем, создают новый запас крови для стимулирования роста новых хрящей. Исследователи проверяли различные комбинации: микрофактура один; микрофактура и нановолоконный гель с фактором роста и микрофактура и нановолоконный гель без фактора роста.

Они обнаружили, что их техника показывает гораздо лучшие результаты, чем обычная микрофактура и, что более важно, обнаружили, что добавление дорогого фактора роста не требуется для того, чтобы получить лучшие результаты. Вместо этого, из-за молекулярного материала геля, фактора роста, уже присутствующего в организме, достаточно для регенерации хряща.