Пов'язка з мінералом гідроксиапатитом прискорила зростання зламаної кістки черепа у мишей. Її дію обумовила комбінація природної здатності мінералу сприяти відновленню кістки та п'єзоелектричний ефект матеріалу, тобто здатність генерувати електричний струм у відповідь на механічне навантаження. Про винахід повідомляє New Atlas з посиланням на статтю журналу ACS Applied Materials & Interfaces.
d. Заростання ушкодження черепа у мишей без пов'язки (ліва колонка), з полімерною пов'язкою без гідроксиапатиту (центральні колонки) та пов'язкою з гідроксиапатитом (права колонка). e. Графіки показують ступінь заростання ушкодженої кістки з різними пов'язками. Soyun Joo et al. / ACS Applied Materials & Interfaces, 2024
👋 Слідкуйте за наукою разом з нами — підписуйтеся на наш телеграм та інстаграм, буде цікаво!
Як обрали пов'язку для загоєння кістки?
Електричні сигнали відіграють важливу роль у мікросередовищі кісткової тканини, зокрема загоєнні при її пошкодженні. Тож матеріали з електричним впливом могли б посприяти відновленню кісток. Однак важливими у загоєнні є і біологічні чинники. Тому науковці з Корейського інституту науки й технологій вирішили створити такий пристрій, який діятиме на кістку як електричним стимулом, так і механічним та біологічним.
Результатом роботи стала пов'язка-каркас із гідроксиапатитом — мінералом, що міститься у кістках і зубах та сприяє формуванню кісткової тканини, вбудованим у полімерну плівку з п'єзоелектричним ефектом. При розміщенні каркаса на поверхні ушкодженої кістки у відповідь на тиск він генерував електричний заряд, стимулюючи загоєння.
Як вплинула пов'язка на кістку мишей?
Тестування пов'язки спершу провели на культурі клітин. З'ясувалося, що до пов'язки з гідроксиапатитом прикріплюється на 10-15 відсотків більше клітин, ніж до пов'язки без мінералу. А через п'ять днів розростання клітин у культурі було на 20-30 відсотків, а показник утворення кісткової тканини — на 30-40 відсотків вищим, ніж з пов'язкою без гідроксиапатиту.
Після цього вчені перевірили дію пов'язки на піддослідних мишах, яким видалили частину черепної коробки. Через 2, 4 і 6 тижнів після імплантації пов'язки у мишей суттєво заросла кістка, у порівнянні з контрольними тваринами, у яких майже не утворилося нової кісткової тканини. При цьому вчені не відмітили у мишей ознак інфекції чи запалення через чужорідний предмет у тілі. На думку науковців, їхній винахід демонструє значний потенціал комбінації п'єзоелектричного та біологічного впливів у регенерації кісток.
- Зарости ушкодженням черепа може допомогти й керамічний імплантат, усередині якого клітини кістки зможуть розростатися.