Ученые из медицинского исследовательского центра трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова и РТУ МИРЭА разрабатывают инновационную технологию к регенерации хрящевой ткани, который может изменить подход к лечению артрозов и травм суставов.
Процесс создания пористого каркаса методом электроспиннинга / © Белова Александра Дмитриевна, РТУ МИРЭА
Повреждения суставного хряща — одна из самых распространенных проблем опорно-двигательного аппарата, от которой страдают миллионы людей. Традиционные методы терапии часто лишь замедляют разрушение ткани, но не восстанавливают ее полностью. Новый подход на основе тканевой инженерии, разрабатываемый российскими специалистами предлагает использование биосовместимой 3D-мембраны на основе обработанного свиного хряща.
В основе технологии — децеллюляризация (удаление клеток) хрящевой ткани свиньи с последующим формированием нано- и микроволоконного каркаса из внеклеточного матрикса.
Команда исследователей под руководством Юлии Басок, доктора биологических наук, заведующей отделом биомедицинских технологий и тканевой инженерии, предложила новый способ обработки хряща для дальнейшего использования в регенеративной медицине, в сочетании с удобной для имплантации формой. В ходе экспериментов специалисты применили комбинацию поверхностно-активных веществ, ультразвука и ферментов, что позволило эффективно удалить клеточные компоненты, сохранив при этом естественную структуру ткани, исключив при этом иммунное отторжение.
Особую роль в этом процессе сыграл ультразвук — его воздействие не только ускорило процесс удаления клеток, но и помогло минимизировать повреждение внеклеточного матрикса. Дополнительная обработка пепсином (ферментом, расщепляющим белки) преобразовала материал с использованием метода электроспиннинга в форму, пригодную для интеграции в биосовместимый каркас из поликапролактона. Такой подход открывает новые возможности для создания прочных и функциональных имплантатов, способствующих восстановлению повреждённых хрящей.
Екатерина Гусева студентка второго курса магистратуры кафедры материаловедения РТУ МИРЭА: «Наш метод сохраняет ключевые компоненты матрикса, которые необходимы для регенерации. В отличие от синтетических аналогов, этот материал естественным образом стимулирует рост новой хрящевой ткани».
Сейчас перед исследователями стоит задача оптимизировать технологию: проверить, насколько полно удаляется ДНК животного происхождения и как лучше адаптировать мембрану для клинического применения.
Светлана Тюрина, кандидат технических наук, заведующий кафедрой материаловедения РТУ МИРЭА: «Следующий шаг — детальное изучение безопасности и эффективности метода. Если испытания пройдут успешно, это откроет нам путь к созданию биоимплантов для восстановления суставов».
Разрабатываемая технология открывает новые возможности для лечения повреждений хрящевой ткани, и способствует развитию персонализированной медицины за счет создания индивидуальных биоимплантов, учитывающих анатомические особенности каждого пациента. Исследование представлено на Международной научно-технической конференции «Перспективные материалы и технологии».
