В Великобритании создали материал на основе крови для лечения переломов

В чем особенность методики

Процесс заживления тканей после травм (порезов, переломов) состоит из нескольких этапов:

1. Тромбоциты (клетки крови) начинают собираться в области повреждения сосудов, образуя фибриновый сгусток — первоначальный барьер, который останавливает кровотечение.
2. Происходит воспалительная реакция. В область травмы поступают иммунные клетки, которые очищают поврежденные ткани от микробов и мертвых клеток.
3. Начинается регенерация. В этой стадии участвуют различные типы клеток, включая фибробласты, которые производят коллаген и другие белки, необходимые для формирования новой ткани.
4. Образуется регенеративная гематома. Со временем она преобразуется в более прочную и устойчивую ткань, которая постепенно замещает поврежденные участки.

Ученые Лондонского университета королевы Марии и Ноттингемского университета решили использовать этот механизм для создания заживляющего геля в лабораторных условиях. Исследователи использовали пептиды с амфифильными свойствами: такие молекулы способны собираться в нановолокна и взаимодействовать с белками крови. Смешав пептиды с кровью, исследователи получили особый материал. Он не только имитирует естественную регенеративную гематому, но и улучшает ее свойства.

«Мы применили подход, который заключается в попытке работать с биологией, а не воссоздавать ее. Этот «биокооперативный» подход позволяет разрабатывать регенеративные материалы с помощью усиления механизмов естественного процесса заживления», — объяснил профессор кафедры биомедицинской инженерии и биоматериалов Ноттингемского университета Альваро Мата.

Исследователи отмечают, что использование в качестве материала собственной крови пациента снижает риск иммунного отторжения и упрощает процесс создания индивидуальных имплантатов. «Наша цель — создать инструментарий, который можно было бы легко использовать в клинических условиях для быстрого и безопасного превращения крови пациентов в доступные и настраиваемые регенеративные имплантаты», — добавил соавтор исследования Козимо Лигорио, сотрудник инженерного факультета Ноттингемского университета.

Как биокооперативные гели помогут при переломе кости

Первые лабораторные исследования нового заживляющего средства уже прошли. Исследователи преобразовывали образцы крови в биокооперативные гели. Их форму и структуру настраивали с помощью 3D-печати. Потом их тестировали на крысах. Экспериментальные гели показали свою эффективность: у грызунов появлялось от 56 до 62% новых костных образований.

В будущем команда планирует оптимизировать средство для конкретных типов травм. Более того, гель можно использовать в качестве гемостатического средства, быстро образующего сгустки в ответ на кровотечение, что было бы особенно полезно для пациентов с нарушениями свертываемости крови.

С какими проблемами столкнулись разработчики

Несмотря на перспективы, исследование требует дальнейшего изучения. Во-первых, не до конца ясно, насколько хорошо полученные результаты будут применимы к человеческим клеткам: вариативность состава крови у разных людей может повлиять на эффективность материала.

Во-вторых, еще одна проблема заключается в масштабировании производства. Разработка удобных устройств, позволяющих врачам создавать такие имплантаты непосредственно из образцов крови пациента, может упростить этот процесс, сделав его более доступным для медицинских учреждений.