Американские ученые полностью зарастили отверстие в мышином черепе путем выращивания «полноценной костной ткани» — эксперты уже называют новое исследование технической революцией в костно-реконструктивной хирургии.
Уникальная технология, разработанная сотрудниками Северо-Западного университета и Чикагского университета в Иллинойсе, предназначена для регенерации собственной костной ткани и сосудистой сетки в заданном участке кости без графтов.
Более того, благодаря новому материалу выращивание собственной костной ткани оказалось быстрее любых современных методов.
«Результаты экспериментов потрясающие. Если наш подход удастся воплотить в жизнь, то болезненная, сложная и несовершенная костная пластика (костный графтинг) останется в прошлом», — заверил Гильермо Амир (Guillermo Ameer), профессор биомедицинского инжиниринга на факультете Маккормика Северо-Западного университета, один из создателей революционной технологии.
Работы проводились при поддержке Китайского научного совета, Национального института стоматологических исследований США, Национального центра трансляционных исследований и Chicago Community Trust.
Подробности сообщаются в PLOS One.
Дефекты черепа и лицевого скелета очень сложно лечить – обычно хирурги используют фрагменты собственной кости пациента, которая берется из таза или ребра. Лечение болезненное и сопряжено с многочисленными рисками, особенно при большой площади костного дефекта.
По словам авторов, сегодня назрела потребность в принципиально новом подходе.
Команда профессора Амира научилась выращивать костную ткань на каркасе из гидрогеля, используя в качестве катализатора белковый ростовой фактор. Чтобы не вводить белок-стимулятор извне, ученые модифицируют клетки, заставляя их продуцировать это вещество самостоятельно. Если закрыть костный дефект каркасом, поместить туда клетки, вырабатывающие белок-стимулятор роста, вскоре пораженный участок зарастает молодой сосудистой сеткой и прочной, совершенно естественной костью.
Для экспериментов брали аутологичные клетки, не вызывавшие отторжения, а белком-стимулятором служил протеин BMP9. Во всех случаях ученым удалось вырастить новую ткань прямо на пораженном участке in vivo, избегая предварительного лабораторного этапа. Профессор Амир называет этот подход по-своему удобным и для пластического хирурга, и для самого пациента.
Секрет в материале.
Гидрогелевый каркас состоял из лимонной кислоты и полимерного нанокомпозита под названием PPCN-g – жидкости, которая при температуре человеческого тела приобретает гелеобразную форму. Во время операции пластический хирург наносит жидкость с растворенными клетками на костный дефект, материал тут же застывает и образуется мягкая «заплатка», со временем превращающаяся в полноценную костную ткань.
Преимущества выращивания костной ткани на каркасе PPCN-g:
— Высокое качество полученной кости
— Рост кости строго ограничен площадью каркаса
— Непревзойденная скорость регенерации
Эксперты отмечают, что данный метод найдет широкое применение в костно-реконструктивной хирургии: лечение жертв аварий и пациентов после удаления опухолей, коррекция врожденных пороков развития челюстно-лицевой области и многое другое.
Правда, профессор Амир просит не делать поспешных выводов и напоминает, что технология была испытана только на животных. Долговременную безопасность и многие другие ее аспекты еще предстоит изучить.
