Учёные изобрели инъекционный «гель», который способен восстанавливать хрящи в организме. Пока они протестировали его только на овцах, но, по словам исследователей, он может быть использован в будущем для восстановления повреждённых суставов у людей.
В частности, они надеются, что гель сможет лечить повреждения, вызванные дегенеративными заболеваниями, такими как остеоартрит, и спортивными травмами, включая разрывы передней крестообразной связки (ПКС).
Хрящ — это прочная и гибкая ткань, выстилающая поверхность суставов, таких как колени. Он смягчает суставы и предотвращает трение костей друг о друга во время движения. Однако с возрастом хрящи в наших суставах постепенно разрушаются. Они также могут быть повреждены травмами или в результате хронических перегрузок. Когда хрящи изнашиваются, люди могут испытывать боль в суставах и трудности при ходьбе.
«Когда хрящ со временем повреждается или разрушается, это может оказать большое влияние на общее состояние здоровья и мобильность людей, — сказал в своем заявлении автор совместного исследования Сэмюэл Стапп (Samuel Stupp), директор Института бионанотехнологий Симпсона Куэрри Северо-Западного университета. — Проблема в том, что у взрослых людей хрящ не обладает способностью к заживлению.»
Это в значительной степени связано с тем, что хрящ не имеет активного кровоснабжения. В результате для восстановления повреждённой ткани часто требуется хирургическое вмешательство.
Одним из основных методов лечения повреждений хряща является микрофрактурная хирургия. Во время этой процедуры хирурги удаляют повреждённый хрящ и затем делают отверстия в подлежащей кости. Это позволяет крови, содержащей специализированные ростовые химические вещества, поступать в эту область, что затем стимулирует рост хряща. Однако часто хрящ, который образуется после этой операции — фиброзный хрящ — слабее и менее устойчив к износу, чем хрящ, обычно встречающийся в суставах, называемый гиалиновым хрящом.
Теперь Стапп и его коллеги создали тип инъекционного биоматериала, который может регенерировать гиалиновый хрящ в суставах. Они описали своё изобретение в исследовании, опубликованном в понедельник (5 августа) в журнале PNAS.
«Наша новая терапия может вызвать восстановление ткани, которая естественным образом не регенерируется», — сказал Стапп.
После введения в сустав белок в составе геля привлекает химическое вещество в организме, называемое трансформирующим фактором роста бета-1 (TGF-b1), которое способствует восстановлению хряща. Гель также содержит тип сложного углевода, или полисахарида, называемого гиалуроновой кислотой, которая может стимулировать стволовые клетки к образованию хряща.
Исследователи протестировали гель на овцах, у которых был дефект хряща в коленном суставе — сложном суставе, напоминающем колено человека и находящемся в верхней части задних лап четырехлапых животных.
В течение шести месяцев после однократной инъекции гель вызвал заметный рост хряща и улучшил восстановление повреждённых суставов у животных. Новый биоматериал показал лучшие результаты, чем инъекции только TGF-b1, которые были сделаны для сравнения другой группе овец. Важно отметить, что структура нового хряща у овец, обработанных гелем, напоминала структуру гиалинового хряща, обнаружили исследователи.
С дальнейшими исследованиями и разработками команда надеется, что гель даст аналогичные результаты у людей.
«Регенерируя гиалиновый хрящ, наш подход должен быть более устойчивым к износу [чем микрофрактурная хирургия]», — сказал Стапп.
Это может решить проблему плохой подвижности и боли в суставах в долгосрочной перспективе, а также избежать необходимости реконструкции суставов с использованием крупных металлических конструкций, таких как протезы суставов, добавил он. Надежда состоит в том, что в конечном итоге новый биоматериал сможет предотвратить необходимость в полной замене коленного сустава.
