Переломы костей – это серьезные повреждения, которые часто нуждаются в хирургическом вмешательстве и требуют наблюдения врача, а период восстановления может занять от нескольких недель до нескольких месяцев. Иногда кость может полностью разрушиться или отколоться, и в этом случае необходимо восполнить образовавшееся пространство. Именно для этого может пригодиться разработка, созданная учеными из Великобритании.
Ученые из Королевского колледжа Лондона провели исследование и получили возможность превратить шерсть животных в экологичный материал для восстановления костной ткани. Они провели эксперимент, который доказал, что кератин — натуральный структурный белок, получаемый из шерсти, — способствует регенерации костей, формирует здоровую ткань, которую организм принимает за родную.
Несколько десятилетий золотым стандартом лечения дефектов костной ткани считался коллаген. Данный белок активизирует все этапы восстановления тканей, выполняя функцию защитного барьера. Коллаген является компонентом кожи, сухожилий, костей и хрящей, обеспечивая их упругость и прочность.
Однако у коллагена существуют определенные ограничения. Прежде всего, он недостаточно прочный. Во-вторых, может слишком быстро разрушаться, что способно создавать трудности при применении для регенерации костной ткани, необходимой для выдерживания нагрузки или противостояния внешним силам. Кроме того, процесс извлечения материала может быть сложным и дорогостоящим процессом.
Кератин способен заменить коллаген — кератин — это белок, из которого состоят кожа, волосы, перья, шерсть и чешуя. Он определяет плотность структуры и обеспечивает её упругость.
Для оценки возможностей применения данного материала, исследователи разработали мембраны из кератина, извлеченного из шерсти, а затем подвергли их химической обработке для создания стабильных и прочных каркасов.
После этого команда протестировала мембраны на клетках человеческих костей в лабораторных условиях. Тканевые культуры успешно интегрировались и показали признаки нормального формирования костной ткани.
Успех воодушевил ученых. Вскоре они имплантировали кератиновые мембраны крысам с дефектами черепа. Повторный анализ показал положительный результат: в течение нескольких недель ученые отслеживали кератиновые мембраны способствовали росту новой костной ткани на поврежденных участках.
Несмотря на то, что коллагеновые мембраны в целом способствовали формированию большего объема костной ткани, кератиновые каркасы формировали более организованную и структурно устойчивую костную ткань с более упорядоченными волокнами, которая была очень похожа на родную для организма кость.
Мембраны также легко срастались с окружающими тканями и оставались стабильными на протяжении всего процесса заживления.
«Нам удалось продемонстрировать, что кератин обладает не меньшей эффективностью, чем коллаген, а в некоторых аспектах и превосходит его. Мы надеемся, что наше открытие в скором времени будет применяться для помощи пациентам во всем мире, а не только в лабораторных исследованиях», — доктор Шериф Эльшаркави.
Как делают коллаген для заживления ран
В НИИ имени Склифосовского функционирует лаборатория, где производят искусственный коллаген. Врачи демонстрируют процесс изготовления коллагеновых повязок, благодаря которым самые страшные раны быстро затягиваются.
