Медицина

Создан исключающий отторжение тканей при пересадке материал

Volker Brinkmann/Wikimedia Commons

Ученые из России и США предложили новый материал для регенеративной медицины. Соединения в составе этого материала буквально «выключают» работу ферментов, которые отвечают за реакцию воспаления, возникающую в иммунных клетках в ответ на внешние раздражители. Результаты работы исследователей опубликованы в журнале ACS Biomaterials Science & Engineering.

«На данный момент у исследователей для регулирования иммунного ответа в арсенале не очень много инструментов. Можно работать с белками, но это сложно. Можно использовать соединения для уничтожения иммунных клеток, но это чревато последствиями и для других клеток организма. Мы пошли по другому пути и предлагаем использовать специальные вещества-ингибиторы, встроенные непосредственно в биодеградируемый материал», — рассказывает ведущий автор статьи, инженер лаборатории плазменных гибридных систем Томского политехнического университета Ксения Станкевич.

Подобные трехмерные каркасы из тонких полимерных нитей, переплетенных друг с другом в разных направлениях, называются скаффолды. В регенеративной медицине их используют при травмах костей и мягких тканей. Их размещают в месте дефекта, а новая ткань прорастает сквозь этот материал и регенерирует на месте травмы.

Исследователи из ТПУ и Университета штата Монтана использовали для своих скаффолдов основу из биодеградируемого полимера поликапролактона. Изделия из него довольно эластичны и недороги по сравнению с аналогами. Каркас из поликапролактона ученые синтезировали методом электроспиннинга: они вытягивали тончайшие волокна из полимерного раствора, действуя на него электрическим полем. Новшеством стало введение в структуру скаффолда ингибитора на стадии его получения. В качестве таких соединений ученые выбрали 11H-индено1,2-bхиноксалин-11-оноксим и 11H-индено1,2-bхиноксалин-11-он-O-(O-этилкарбоксиметил)оксим.

«Ингибиторы подавляют или замедляют физиологические и физико-химические процессы. Они воздействуют на ферменты. Но для этого фермент и ингибитор должны подходить друг к другу, как замок и ключ, — поясняет Станкевич. — Одна из групп ферментов, ответственных за воспалительный процесс, называется JNK. Ранее мы получили новые перспективные ингибиторы, которые показали высокую биологическую активность в подавлении работы соединений этой группы. В новой работе мы внедрили эти вещества в структуру скаффолдов и получили каркасы, которые могут высвобождать ингибиторы воспалительных процессов равномерно и долго. Это происходит в основном за счет постепенной естественной деградации полимера. Кстати, деградирует он до биосовместимой 6-гидроксикапроновой кислоты, которую организм человека может утилизировать».

Эта работа была проведена на клеточных линиях. В дальнейшем ученые планируют проведение исследований in vivo. В перспективе такие скаффолды могли бы применяться для восстановления дефектов мягких тканей, сосудов — для этого у поликапролактона подходящие механические свойства. Скаффолды из различных материалов уже внедряются в медицинскую практику в развитых странах, но говорить об их широком применении пока рано.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.