Материал на основе шерсти бросил вызов коллагену как золотому стандарту в регенерации костей
Ученые из Великобритании совершили прорыв в области регенеративной медицины, превратив обычную шерсть в устойчивый материал для восстановления костей. Исследовательская группа из Королевского колледжа Лондона протестировала мембраны на основе кератина на животных моделях и обнаружила, что этот материал способен направлять рост новой костной ткани через поврежденные участки. Кератин — это природный структурный белок, полученный из шерсти, который, как было показано, поддерживает регенерацию кости у живого организма. Полученный с его помощью костный материал оказался более похож на естественную, здоровую кость, чем текущий золотой стандарт в этой области.
Доктор Шериф Эльшаркави с факультета стоматологии, челюстно-лицевой и краниофациальной науки Королевского колледжа Лондона выразил огромное воодушевление, впервые продемонстрировав, как материал на основе шерсти был успешно испытан на живом животном для восстановления костей. Этот материал обладает дополнительным преимуществом с точки зрения устойчивого развития, поскольку шерсть является природным материалом и зачастую выступает отходом сельскохозяйственной промышленности, что делает ее одновременно возобновляемым и масштабируемым ресурсом.
В исследовании отмечается, что на протяжении десятилетий коллаген считался золотым стандартом каркасов, используемых во многих регенеративных медицинских и стоматологических приложениях. Коллаген действует как защитный барьер, предотвращая вмешательство мягких тканей в процесс заживления, позволяя кости восстанавливаться. Однако коллаген имеет ограничения: он обладает относительно низкой механической прочностью и может разрушаться слишком быстро, что становится проблемой при использовании для восстановления костей, которые должны выдерживать вес или противостоять нагрузке. Кроме того, его извлечение может быть сложным и дорогостоящим. Доктор Эльшаркави подчеркнул, что с исследовательской точки зрения это важнейшая веха, которая позиционирует кератин как потенциально новый класс регенеративных биоматериалов, способный бросить вызов давней зависимости от коллагена.
Ученые разработали мембраны, используя кератин, извлеченный из шерсти, и подвергли их химической обработке для создания стабильных и прочных каркасов. Они также протестировали эти мембраны на человеческих костных клетках в лаборатории, где клетки прекрасно росли и демонстрировали явные признаки здорового костеобразования. Затем исследователи имплантировали мембраны крысам с дефектами черепа, достаточно большими, чтобы они не могли зажить естественным путем. На протяжении нескольких недель ученые отслеживали, как кератиновые мембраны поддерживают рост новой костной ткани в поврежденных областях. Доктор Эльшаркави отметил, что они эффективно продемонстрировали технологию на животных моделях, что делает эту разработку гораздо большим, чем просто концепцией раннего материала. Это доказывает, что кератин может поддерживать регенерацию костей в живой биологической системе, значительно приближая технологию к использованию у реальных пациентов.
Хотя коллагеновые мембраны давали больше костной массы в целом, кератиновые каркасы создавали более организованную и структурно прочную кость с лучше выровненными волокнами, которые очень напоминали естественную здоровую кость. Сами мембраны также плавно интегрировались с окружающими тканями и оставались стабильными на протяжении всего процесса заживления — оба эти качества являются важнейшими для реального медицинского применения.