Создан гель для помощи в восстановлении поврежденных сухожилий
Международная группа ученых разработала гель, способный помогать восстановлению поврежденных сухожилий. Идею исследователи позаимствовали у морских огурцов — животных, которые умеют изменять жесткость своего тела. Испытания на крысах показали, что материал улучшает заживление тканей и постепенно рассасывается в организме.
Источник: Новости науки
МОСКВА, 21 октября /Новости науки/. Международная группа ученых создала гель, который улучшил восстановление поврежденных сухожилий, говорится в статье, опубликованной в журнале Advanced Functional Materials.
Исследование показало, что новый материал помогает формированию более прочной и правильно организованной ткани на месте повреждения. При этом гель постепенно разрушается и рассасывается в организме, освобождая место для новых клеток. В ходе экспериментов сухожилия подопытных крыс восстанавливались лучше, чем у животных получавших только стандартное хирургическое лечение.
При разработке специалисты вдохновились необычной способностью морских огурцов, также известных как голотурии, изменять жесткость своего тела. Ученые решили создать материал, свойства которого можно регулировать в зависимости от того, какую ткань необходимо восстановить. Это особенно важно, поскольку, например, сухожилиям требуется прочная опора, а мягким тканям головного мозга — гораздо более эластичная.
Основой разработки стал гидрогель — содержащий большое количество воды материал на основе желатина. Он выполняет роль временного каркаса, который поддерживает поврежденную область и создает условия для роста новых клеток. По мере восстановления тканей такой каркас постепенно разрушается, поэтому его не требуется извлекать из организма.
Чтобы получить необходимую структуру, исследователи сначала замораживали материал, а затем помещали его в специально приготовленные солевые растворы. Изменяя состав растворов и продолжительность обработки, специалисты могли делать гель более мягким или жестким. Это позволило получить материал, механические свойства которого можно подбирать для разных типов тканей.
Как новый гель помогает восстанавливать ткани
Эффективность разработки проверили в доклинических экспериментах на крысах с повреждениями ахиллова сухожилия. Животным проводили хирургическое восстановление поврежденного участка, а части из них дополнительно устанавливали гидрогель. Затем специалисты наблюдали за процессом заживления и сравнивали состояние восстановленных тканей.
Результаты показали, что применение геля способствовало образованию более упорядоченных волокон коллагена — белка, который обеспечивает сухожилиям прочность. У животных, получивших новый материал, восстановленная ткань по строению и механическим свойствам была ближе к здоровому сухожилию. Кроме того, наблюдалось улучшение двигательных функций.
Еще одной важной особенностью стала способность материала постепенно исчезать по мере восстановления тканей. Примерно через восемь недель после установки гель практически полностью разрушился, а на его месте сформировалась новая ткань. Таким образом, материал обеспечивал поддержку сухожилия на начальных этапах заживления, не оставаясь в организме постоянно.
Исследование показало, что новый материал помогает формированию более прочной и правильно организованной ткани на месте повреждения. При этом гель постепенно разрушается и рассасывается в организме, освобождая место для новых клеток. В ходе экспериментов сухожилия подопытных крыс восстанавливались лучше, чем у животных получавших только стандартное хирургическое лечение.
При разработке специалисты вдохновились необычной способностью морских огурцов, также известных как голотурии, изменять жесткость своего тела. Ученые решили создать материал, свойства которого можно регулировать в зависимости от того, какую ткань необходимо восстановить. Это особенно важно, поскольку, например, сухожилиям требуется прочная опора, а мягким тканям головного мозга — гораздо более эластичная.
Основой разработки стал гидрогель — содержащий большое количество воды материал на основе желатина. Он выполняет роль временного каркаса, который поддерживает поврежденную область и создает условия для роста новых клеток. По мере восстановления тканей такой каркас постепенно разрушается, поэтому его не требуется извлекать из организма.
Чтобы получить необходимую структуру, исследователи сначала замораживали материал, а затем помещали его в специально приготовленные солевые растворы. Изменяя состав растворов и продолжительность обработки, специалисты могли делать гель более мягким или жестким. Это позволило получить материал, механические свойства которого можно подбирать для разных типов тканей.
Как новый гель помогает восстанавливать ткани
Эффективность разработки проверили в доклинических экспериментах на крысах с повреждениями ахиллова сухожилия. Животным проводили хирургическое восстановление поврежденного участка, а части из них дополнительно устанавливали гидрогель. Затем специалисты наблюдали за процессом заживления и сравнивали состояние восстановленных тканей.
Результаты показали, что применение геля способствовало образованию более упорядоченных волокон коллагена — белка, который обеспечивает сухожилиям прочность. У животных, получивших новый материал, восстановленная ткань по строению и механическим свойствам была ближе к здоровому сухожилию. Кроме того, наблюдалось улучшение двигательных функций.
Еще одной важной особенностью стала способность материала постепенно исчезать по мере восстановления тканей. Примерно через восемь недель после установки гель практически полностью разрушился, а на его месте сформировалась новая ткань. Таким образом, материал обеспечивал поддержку сухожилия на начальных этапах заживления, не оставаясь в организме постоянно.
