Биофизики создали полноценную замену для сухожилий из полимеров и композитных материалов, не вызывающих воспалений и раздражения, и испытали его на крысах. Результаты этих опытов были представлены в Journal of Biomedical Materials Research.
“Крайне важно, чтобы имплантируемые материалы не только работали, как соединительная ткань, но и способствовали ее регенерации. Данный имплантат обеспечивает условия для эффективного формирования сильной и морфологически адекватной регенерированной связующей ткани в месте дефекта”, — рассказывает Владимир Акатов, профессор Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино.
Разрывы связок и сухожилий — одна из самых тяжелых и трудноизлечимых травм для спортсменов, которая очень часто заканчивается завершением их карьеры. Проблема заключается в том, что молекулярные биологи и медики пока не открыли гормоны или лекарства, заставляющие связки восстанавливаться, или нашли им адекватную синтетическую замену.
К примеру, тяжелые повреждения ахилловых сухожилий или “крестов” лечатся при помощи очень сложных, дорогих и не всегда эффективных операций, при которых часть других сухожилий пересаживается на место повреждения. Затем следует очень долгий период восстановления и “врастания” новых связок в кость, что часто требует до полугода покоя от пациента.
Как сообщает пресс-служба ИТЭБ, Акатов и его коллеги выяснили, как можно ускорить процесс восстановления и при этом вернуть пациенту подвижность, экспериментируя с полимерными материалами, которые сегодня используются для выращивания искусственных тканей.
Несколько десятилетий назад ученые обнаружили, что сетки и нити из некоторых природных полимеров, к примеру, полигидроксибутирата, заставляют клетки, живущие в культурах в пробирках, прикрепляться к их поверхности и формировать некий аналог той ткани, из которой они были извлечены.
Подобная особенность этих биополимеров натолкнула Акатова и его коллег на мысль, что каркасы и сетки, сплетенные из их нитей, можно использовать для одновременного укрепления порванных сухожилий и их ускоренной регенерации.
Укрепив подобные структуры при помощи волокон из полиамида, обладающего высокой прочностью, ученые проверили, как их комбинация влияет на здоровье клеток, погрузив их в культуры соединительной ткани.
Убедившись в том, что будущий протез не вызывает воспалений и массовой смерти клеток, ученые вставили их в одну из лап десяти крыс, у которых было повреждено ахиллово сухожилие. Аналогичным образом они обработали другую конечность, закрепив связку при помощи обычных хирургических нитей.
Как показали эти опыты, уже через 5 недель после имплантации протеза он начал “зарастать” соединительной тканью, очень похожей на исходное сухожилие. Ничего похожего не происходило внутри связок, “сшитых” классическим способом — в большинстве случаев нити начали “рвать” мышцы крыс, а сами сухожилия атрофировались.
Акатов и его коллеги надеются, что скоро их протезы будут адаптированы для использования среди более крупных животных и в конечном итоге проникнут в медицинскую практику после прохождения всех клинических испытаний.