Кісткова регенерація майбутнього: як працює імплантат, що розчиняється в організмі

Дослідники з ETH Zurich розробили новий тип гідрогелевого імплантату, який імітує природний процес загоєння кісток. Технологія лазерного друку в наномасштабі дозволяє створювати надзвичайно точні структури, що можуть у майбутньому замінити традиційні металеві імплантати, пише Science Daily.

Як гідрогелевий імплант може змінити медицину

Сьогодні при складних переломах або після видалення пухлин лікарі використовують або власну кісткову тканину пацієнта (аутотрансплантати), або металеві та керамічні імплантати.

Підписуйтеся на наші соцмережі

Аутотрансплантація потребує додаткової операції, що збільшує ризики та час відновлення. Металеві імплантати, своєю чергою, значно жорсткіші за природну кістку й можуть розхитуватися з часом.

Команда під керівництвом професора біоматеріалів Сяо-Хуа Ціня та професора Ральфа Мюллера створила гідрогель, який працює «разом із біологією», а не замість неї. 

Як працює гідрогелевий імплант

Після перелому кістка спочатку формує м’яку структуру — гематому, яка слугує тимчасовим каркасом для клітин і поживних речовин. Лише згодом вона перетворюється на тверду кісткову тканину.

Під впливом лазера матеріал миттєво твердне у заданих точках, тоді як інші ділянки залишаються м’якими й можуть бути видалені.

Дослідники досягли точності структурування до 500 нанометрів і швидкості друку до 400 мм/с — це новий світовий рекорд для гідрогелевих матеріалів.

У лабораторних тестах клітини, що формують кістку, швидко проникали в гідрогель і починали виробляти колаген — ключовий компонент кісткової тканини. Матеріал показав біосумісність і не завдавав шкоди клітинам.

Базовий матеріал уже запатентовано. Наступний етап — дослідження на тваринах.

Мета дослідників — створити індивідуалізовані імплантати, які поступово розчинятимуться в організмі, залишаючи після себе повністю відновлену природну кістку.