Хотя зачастую большинство костных травм вроде переломов заживают самостоятельно, в случае отсутствия крупных участков кости процесс восстановления существенно затрудняется. Иногда пациенты с серьёзным поражением костной ткани нуждаются в трансплантации, однако как своя, так и искусственная кости не всегда приживаются в полной мере, потому подобная процедура не может гарантировать абсолютного выздоровления. Учёные из Тель-Авивского и Мичиганского университетов разработали гидрогель FmocFF/HA, который поможет исправить ситуацию, стимулируя естественное восстановление тканей.

Международная команда исследователей разработала иммуномодулирующий гидрогель, основанный на FmocFF/HA – гиалуроновой кислоте и флуоренилметоксикарбонила-дифенилаланине. За этим трудночитаемым сочетанием слов скрывается вещество, которое имитирует физические и химические свойства внеклеточного матрикса костной ткани. В любом типе тканей внеклеточный матрикс обеспечивает механическую поддержку клеток и транспорт веществ, необходимых для обеспечения их жизнедеятельности. Костный матрикс имеет жёсткую волокнистую структуру. Гидрогель FmocFF/HA повторяет как структуру, так и химический состав костного матрикса, поощряя миграцию и размножение клеток костной ткани в его толще. По задумке учёных, гидрогель FmocFF/HA можно будет размещать в местах с выраженным костным дефицитом в процессе хирургического вмешательства. Поскольку данное вещество стимулирует естественный рост костной ткани, ожидается, что по истечению некоторого времени новая здоровая ткань полностью заместит искусственный гидрогелевый каркас.

На данном этапе исследования биологи и материаловеды протестировали работу гидрогеля только в лабораторных условиях. В эксперименте приняли участие 20 крыс, в черепах которых были просверлены по два отверстия диаметром 5 миллиметров. Подобные повреждения костной ткани слишком велики для естественного восстановления. У каждого грызуна одно из отверстий заполнили гидрогелем, а второе оставили нетронутым, чтобы иметь возможность параллельно наблюдать их заживление. Учёные наблюдали за крысами на протяжении двух месяцев, отслеживая как состояние повреждений в черепе, так и общее состояние животных. К радости исследователей, спустя 2 месяца отверстие, которое заполнили гидрогелем, полностью затянулось. Более того, детальное изучение новых тканей показало, что в них присутствуют молодые кровеносные сосуды, а их толщина не отличается от оригинальной. В контрольных отверстиях подобного уровня регенерации учёные не наблюдали, а значит, что заживления кости удалось добиться именно за счёт введения гидрогеля FmocFF/HA.

По словам исследователей, наиболее привлекательные перспективы применения гидрогеля открываются в ортопедической и челюстно-лицевой хирургии. В отличие от большинства аналогов, данное вещество несёт минимальный риск иммунного ответа, который обычно приводит к отторжению пересаженных тканей и необходимости повторных процедур. Учёные надеются, что в будущем их изобретение поможет сделать процесс восстановления тяжёлых повреждений костной ткани более простым, быстрым и безопасным.