Ученые из школы стоматологии Калифорнийского университета разработала первый адгезивный гидрогель, предназначенный специально для регенерации дефектов костей и тканей после операций на голове и шее. А вдохновили их на создание этого чудо-геля морские мидии.
Мидии, прилмпшие к поверхности камня под водой
Результаты исследования были опубликованы в издании Science Translational Medicine.

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.

Новый гидрогель в деле

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».

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.