Ученые создали имплант из крови, помогающий восстанавливать переломы костей

При повреждении кожи запускается процесс сворачивания крови, который помогает заживать ранам. Недавно ученые создали имплантат из крови, который ускоряет этот процесс, что позволяет более эффективно восстанавливать поврежденные кости.

Международная группа ученых разработала новый имплантат, который они называют «биосовместимым регенеративным» материалом. Этот имплантат использует синтетические пептиды для улучшения защитной структуры, которая формируется из крови, когда она сворачивается.

В испытаниях на крысах обнаружилось, что это гелеобразное вещество, которое можно напечатать на 3D-принтере, хорошо помогает восстановить поврежденные кости. Если ученым удастся адаптировать этот материал для использования на человеке, он может стать перспективным способом для ускорения естественного процесса заживления в организме.

«Возможность легко и безопасно превращать кровь людей в высокорегенеративные имплантаты действительно впечатляет, — говорит инженер-биомедик Козимо Лигорио из Ноттингемского университета в Великобритании. — Кровь практически бесплатна, и ее можно легко получить от пациентов в относительно больших объемах».

Основой процесса свертывания крови является твердая регенеративная гематома (РГ), которая стала ключевым объектом данного исследования. Ученые разработали уникальные молекулы, известные как пептидные амфифилы (ПА), которые способствуют направлению и усилению естественных механизмов, происходящих в РГ.

При введении в человеческую кровь эти молекулы эффективно ускоряют процесс свертывания. Исследовательская команда смогла добиться того, чтобы нановолокна ПА соединялись с каркасом РГ, что позволяет создавать более прочные и устойчивые структуры. С помощью ПА, введенных в кровь животных для формирования нового материала, команда успешно устранила небольшие дефекты костей в черепах крыс.

В новом материале для имплантатов ученые нашли несколько важных типов клеток, которые помогают восстановлению тканей. К таким клеткам относятся мезенхимальные стромальные клетки, эндотелиальные клетки и фибробласты, которые играют ключевую роль в образовании соединительной ткани.

«Используя неселективные и селективные взаимодействия ПА с кровью, материалом можно сразу же манипулировать, настраивать его механически и печатать на 3D-принтере», — говорят исследователи.

Ученые давно стремятся использовать естественные процессы восстановления организма для улучшения методов лечения. Это касается как укрепления иммунной системы, так и создания новых материалов на основе природных компонентов с добавлением синтетических веществ.

Хотя это исследование находится на ранней стадии и служит лишь доказательством идеи, в будущем эти методы могут помочь дольше оставаться здоровыми и восстанавливать повреждения, которые организм получает с возрастом. Они также могут облегчить жизнь людям с хроническими заболеваниями.

Инженер-биомедик Альваро Мата из Ноттингемского университета говорит, что этот «биокооперативный» подход открывает новые возможности для создания специальных материалов, которые будут работать как естественные процессы заживления в организме.

«Мы пытаемся использовать те механизмы, которые наш организм развил за миллионы лет эволюции, чтобы создать более эффективные и естественные решения для лечения различных повреждений и болезней», — поясняет он. Это может привести к тому, что лечение станет более безопасным и естественным для человека.

В 1972 году, когда у беременной женщины взяли образец крови, врачи заметили, что в ней нет молекулы, обычно присутствующей в крови. Спустя 50 лет это отсутствие молекулы позволило ученым из Великобритании и Израиля описать новую систему групп крови у людей.