Яичная скорлупа – новый материал для костной пластики

Международная команда учёных провела масштабное исследование, которое продемонстрировало, что обычная яичная скорлупа может стать новым решением для проведения безопасной и эффективной костной пластики.

Яичная скорлупа – новый материал для костной пластики
MIGUEL NACIANCENO

Костная пластика – это классическая хирургическая процедура, в ходе которой недостающие фрагменты кости, потерянные из-за травмы или болезни, восстанавливают при помощи костных трансплантатов. Данная методика актуальна в широком спектре медицинских направлений, включая ортопедию, нейрохирургию, пластическую и челюстно-лицевую хирургию. Традиционно в качестве трансплантата выступают специально подготовленные биоактивные материалы. Таким образом, по типу источника материала костная пластика может быть:

    • аутогенной: на основе собственной костной ткани пациента;
    • аллогенной: на основе кости донора;
    • ксеногенной: на основе костей крупного рогатого скота или свиней.
University of Massachusetts Lowell

Кроме того, существуют синтетические варианты из керамики, биостекла и пр. Из-за высокой биологической активности аутогенные и аллогенные трансплантаты остаются золотым стандартом, однако они не всегда осуществимы, а использование традиционных ксеногенных трансплантатов сопряжено со множеством экологических и этических проблем. Потому учёные всегда пребывают в поисках альтернативных материалов. Так, одним из наиболее перспективных вариантов ксеногенных материалов считается яичная скорплупа, которая является естественным отходом уже действующих сельскохозяйственных предприятий.

Depositphotos

В рамках нового исследования учёные разработали метод получения аморфного фосфата кальция (ACP) из куриной яичной скорлупы. ACP играет важнейшую роль в формировании минерализованных костных тканей, потому прежде специалисты уже рассматривали перспективы его использования в процедурах костной пластики. По мнению исследователей, яичная скорлупа служит идеальным сырьём для синтезирования материалов для костных трансплантатов, поскольку она содержит большое количество кальция и фосфорных компонентов. Кроме того, в зависимости от питания животного, в скорлупе можно регулировать содержание элементов, необходимых для эффективной регенерации костной ткани – магния, стронция и пр.

Яичная скорлупа – новый материал для костной пластики
Eggshell-derived amorphous calcium phosphate: Synthesis, characterization and bio-functions as bone graft materials in novel 3D osteoblastic spheroids model / Qianli Ma, Kristaps Rubenis, Ólafur Eysteinn Sigurjónsson, Torben Hildebrand, Therese Standal, Signe Zemjane, Janis Locs, Dagnija Loca, Håvard Jostein Haugen

Для производства ACP из яичной скорлупы учёные сперва на протяжении часа «пропекали» её при температуре 900 °C для растворения органической составляющей и превращения карбоната кальция в оксид кальция. Затем оксид кальция смешали с дистиллированной водой для получения суспензии, в которую постепенно вмешали ортофосфорную кислоту для получения осадка – ACP. Полученное вещество промыли и охладили жидким азотом. Чтобы более детально проанализировать остеогенную активность материала – то есть его способности поддерживать рост новой костной ткани, исследователи поместили его в пористый 3D-сфероид, который служил имитацией зоны костной пластики. В лабораторных условиях ACP активно взаимодействовал с остеобластами, способствуя регенерации и ремодулированию ткани. Кроме того, материал показал себя как нетоксичный и иммуносовместимый трансплантат.

Яичная скорлупа – новый материал для костной пластики
Eggshell-derived amorphous calcium phosphate: Synthesis, characterization and bio-functions as bone graft materials in novel 3D osteoblastic spheroids model / Qianli Ma, Kristaps Rubenis, Ólafur Eysteinn Sigurjónsson, Torben Hildebrand, Therese Standal, Signe Zemjane, Janis Locs, Dagnija Loca, Håvard Jostein Haugen

Учёные считают, что благодаря разработанной ими технологии яичная скорлупа может стать практически неограниченным источником экологичного и эффективного материала для костной пластики. К тому же, по мнению биологов и материаловедов, их успех может послужить вдохновением для новых исследований, посвящённых изучению потенциала пищевых отходов в роли биоматериалов.

Поділитися в соцмережах

Залишити відповідь