Кораллы могут произвести революцию в хирургии восстановления костей

Фото из открытых источников
В прорыве, который читается как научная фантастика, но прочно основан на медицинской науке, исследователи из Университета Суонси создали инновационный материал для заживления костей, который способствует быстрому заживлению и естественным образом растворяется в организме после выполнения своей задачи. Этот материал может потенциально изменить то, как мы лечим серьезные травмы костей.
 
Дефекты костей, вызванные травматическими повреждениями, опухолями или труднозаживающими ранами, являются одной из основных причин инвалидности во всем мире. В настоящее время хирурги обычно полагаются на два основных варианта восстановления значительных повреждений костей: они либо берут кость из другой части тела пациента (аутотрансплантат), либо используют донорскую костную ткань (аллотрансплантат). Оба подхода имеют существенные недостатки, включая ограниченную доступность, потенциальные риски инфицирования и этические проблемы, связанные с донорством тканей.
 
Под руководством Чжидао Ся из Медицинской школы Университета Суонси исследовательская группа разработала синтетический материал под названием гидроксиапатит/арагонит (ГАА) с использованием передовой технологии 3D-печати. Этот инновационный биоматериал легко интегрируется с костной тканью человека.
 
«Наше изобретение устраняет разрыв между синтетическими заменителями и донорской костью», — говорит Ся. «Мы показали, что можно создать материал, который будет безопасным, эффективным и масштабируемым для удовлетворения мирового спроса. Это может положить конец зависимости от донорской кости и решить этические и производственные проблемы в костной пластике».
 
Новый материал обладает рядом существенных преимуществ:
 

• Способствует росту новой кости всего за 2–4 недели.


• Он естественным образом разрушается по мере формирования новой кости, при этом исследования показывают значительную деградацию через 6 месяцев.


• Его можно изготавливать с помощью стандартизированных процессов, что потенциально может стать более устойчивой альтернативой донорской кости.

 
Чтобы оценить свое творение, исследовательская группа разработала инновационный подход к тестированию, который значительно сокращает как время, так и страдания животных в доклинических исследованиях. Вместо того, чтобы создавать большие дефекты костей, они поместили небольшое количество материала между большеберцовой костью и мышцей у мышей, воспользовавшись естественными костеобразующими клетками организма в этой области.
 
Результаты были замечательными. Всего за две недели в опытных участках наблюдалось в 4-8 раз больше образования новой кости по сравнению с контрольными группами. Еще более впечатляющим было то, что через четыре недели новая кость развила сложную структуру, включая новый слой прочной кортикальной кости — плотный внешний слой, который придает костям прочность и устойчивость.
 
Чтобы убедиться, что эти многообещающие результаты не ограничиваются мелкими животными, команда также протестировала свой материал на более крупных животных, чья структура костей больше напоминает человеческую. Как у крыс , так и у мини-свиней материал успешно способствовал регенерации костей, постепенно растворяясь по мере формирования новой кости — именно тот профиль эффективности, который врачи хотят видеть в материале для заживления костей.
 
Многие синтетические заменители костного трансплантата, доступные в настоящее время, сталкиваются с проблемами, связанными со временем растворения, интеграцией с существующей костью или воспалительными реакциями. Новый материал HAA, по-видимому, устраняет эти ограничения благодаря своему уникальному составу и структуре, которые более точно имитируют естественную кость.
 
Команда Университета Суонси сейчас ищет партнерства с компаниями и организациями здравоохранения, чтобы предоставить эту технологию пациентам по всему миру. Учитывая глобальную потребность в лучших решениях для заживления костей, эта инновация может потенциально сократить расходы на здравоохранение и создать новые возможности в биомедицинской отрасли.
 
По мере того, как наше население стареет, а спрос на ортопедическое лечение растет, такие достижения, как этот материал HAA, могут помочь обеспечить большему количеству пациентов доступ к эффективному лечению заживления костей без необходимости полагаться на ограниченные запасы донорской ткани. Кто бы мог подумать, что те же структуры, которые поддерживают морскую жизнь в наших океанах, однажды смогут поддерживать заживление в наших телах? Кажется, что когда дело доходит до медицинских прорывов, мы только начинаем царапать поверхность мудрости природы.