В последние несколько лет хирурги и клиницисты стали использовать гидрогели для введения лекарственных препаратов и стволовых клеток непосредственно в места повреждения тканей и костные дефекты чтобы помочь им восстановиться. У этого подхода есть преимущества перед использованием костных трансплантатов, применение которых может осложняться инфицированием и воспалением, да и цена у них значительно выше.
Было обнаружено, что гидрогели, состоящие из полимерных сеток, эффективны для переноса лекарств и стволовых клеток к целевым точкам тела. Но при использовании в ротовой полости их эффективность снижается, поскольку слюна и кровь мешают гидрогелю прилипнуть к месту повреждения. В результате лекарства или стволовые клетки, которые они содержат, достаточно быстро вымываются и не успевают реализовать свои регенерирующие и терапевтические свойства.
«Мы знали, что нам нужен продукт, который обладает оптимальной адгезией в ротовой полости, иначе наша цель эффективной регенерации костей и тканей в полости рта будет терпеть неудачу», — сказал автор исследования д-р Алиреза Мошавериния, доцент кафедры протезирования в школе стоматологии Калифорнийского университета.
Вдохновившись природной способностью мидий прилипать к поверхностям под водой, исследователи модифицировали свой гидрогель, применив раствор на основе альгината. Альгинаты обнаруживаются в клетках водорослей и при гидратации образуют липкое, похожее на смолу вещество.
Трехмерные изображения челюстной кости крысы с периимплантитом и поврежденным титановым мини-имплантатом (слева) и с успешным имплантатом, в котором использовалась адгезивная гидрогелевая терапия (справа).
Исследователи проверили свой новый гидрогель, загруженный биоактивной керамикой и стволовыми клетками, взятыми из ткани десны, в 18-недельном исследовании на крысах с периимплантитом — воспалением десны и костной ткани вокруг зубного имплантата.
К концу исследования кость вокруг имплантатов у всех крыс полностью восстановилась.
Ученые вводили гидрогель в место повреждения челюсти и, чтобы закрепить его, использовали обработку, аналогичную той, которую стоматологи применяют для отверждения зубных пломб.
«Обработка помогла затвердеть гидрогелю, обеспечивая более стабильный носитель для доставки стволовых клеток», — сказал Мошавериния. «Мы считаем, что применение нашего нового гидрогеля для тканевой инженерии может быть оптимальным вариантом лечения для пациентов, которые потеряли свои твердые и мягкие челюстно-лицевые ткани из-за травмы, инфекции или опухолей».
