Исследователи Северо-Западного университета (NorthwesternUniversity)первыми создали биоактивный материал,
способствующий росту новых хрящей in vivo без использования дорогостоящих факторов роста.
Будучи малоинвазивным, этот вид терапии активирует стволовые клетки костного
мозга и производит природный хрящ. Ни один вид обычной терапии не может этого
сделать.
«В отличие от кости хрящ не
восстанавливается, и поэтому клиническая стратегия восстановления этой ткани
представляет большой интерес»,-
говорит Сэмьюэль И. Стапп (SamuelI. Stupp),
директор Института бионанотехнологии в медицине.Огромному количеству людей – спортсменам-любителям,
профессиональным спортсменам и просто людям, чьи суставы изношены – очень
знакома эта проблема, и они приходят со своими больными коленями, плечами и
локтями к хирургам-ортопедам.
Повреждение
хряща может привести к боли в суставе, потере функции и в конечном итоге к
остеоартриту, заболеванию, приносящему огромный экономический ущерб.
«У взрослых хрящ не регенерирует. Когда
полностью закончился процесс роста, хрящ больше не меняется», - говорит Рамиль Н. Шах (RamilleN. Shah),
доцент кафедры материаловедения и инженерии в Школе инженерии и прикладной
науки МакКормика и доцент кафедры ортопедической хирургиив Медицинской школе Файнберга.
Главным
белком суставного хряща является коллаген типа II, гладкая белая соединительная
ткань, покрывающая концы костей в местах образования ими суставов.
“Наш материал из наноскопических волокон
стимулирует стволовые клетки, присутствующие в костном мозге и производящие
содержащий коллаген типа II хрящ,восстанавливая поврежденный сустав», - говорит Шах. «В настоящее время наиболее распространенной
методикой, используемой врачами, является процедура, называемая микрофрактурой,
но в результате ее проведения образуется хрящ, содержащий преимущественно
коллаген типа I, который больше похож на рубцовую ткань».
Гель,
разработанный в Северо-Западной университете, инъецируется в жидком виде в
область поврежденного сустава, где он самоорганизуется и затвердевает. Такой
экстрацеллюлярный матрикс, имитирующий обычное клеточное окружение, связывается
благодаря молекулярному строению с одним из наиболее важных факторов роста и
регенерации хряща. Сохранение фактора роста в концентрированном и
локализованном состоянии дает клеткам хряща возможность регенерировать.
Вместе с
Нирав А. Шах (NiravA. Shah),
специалистом в области спортивной ортопедической хирургии, исследователи
испытали свой наногель на животных моделях с дефектами хряща.
Животных
лечили методом микрофрактуры, когда в кости под поврежденным хрящем создаются
мельчайшие отверстия, дающие дополнительный приток крови, стимулирующий рост
нового хряща. Ученые проверяли различные комбинации: отдельно микрофрактуру;
микрофрактуру и нановолокнистый гель с добавлением фактора роста; микрофрактуру
и нановолокнистый гель без фактора роста.
Они
пришли к выводу, что их методика дает лучшие результаты, чем микрофрактура, и,
что еще более важно, добавление дорогого фактора роста не приводит к улучшению
результатов. Благодаря молекулярному строению наногеля для регенерации хряща
достаточно фактора роста, уже присутствующего в организме.
Для
возобновления роста хряща матриксу достаточно находиться в суставе в течение
месяца. Далее матрикс на самоорганизующихся молекулах, известных как амфифилы,
разлагается на питательные вещества и заменяется натуральным хрящем.
