Ученые разработали материал для костных трансплантатов, который однажды сможет заменить натуральные костные имплантаты «золотого стандарта».
Новое исследование показывает, как частицы керамики, называемые фосфатом кальция, обладают способностью стимулировать многообещающий рост костей за счет привлечения стволовых клеток и «факторов роста», способствующих заживлению и интеграции трансплантированной ткани.
"Скорость восстановления кости, которую мы наблюдаем с этими материалами, не уступает традиционным трансплантатам с использованием собственной кости пациента," сказал профессор Йост де Брёйн из Школы инженерии и материаловедения Королевы Марии Лондонского университета. "И что отличает его от других синтетических заменителей трансплантата, так это его способность привлекать стволовые клетки и естественные факторы роста организма, которые вместе образуют новую, прочную, естественную кость вокруг искусственного трансплантата."
Исследователи протестировали натуральные костные трансплантаты против керамических частиц с различными структурными и химическими свойствами. Они обнаружили, что микропористые керамические частицы, состоящие из фосфата кальция, основного компонента костной золы, индуцировали превращение стволовых клеток в костные клетки в пробирке и стимулировали рост костей в живой ткани у мышей, собак и овец.
Травмы костей, покрытые керамическими частицами, заживают так же, как имплантаты, сделанные из собственной кости животных, сообщает профессор де Брейн вместе с сотрудниками из Университета Твенте, Нидерланды, в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Исследование также показывает, как он также соответствует коммерчески доступному продукту, который содержит искусственные факторы роста и имеет нежелательный побочный эффект, вызывающий формирование костных фрагментов в соседних мягких тканях, таких как мышцы.
Хотя исследователи еще не определили механизм, который стимулирует рост кости в синтетических имплантатах, они отмечают, что вариации химического состава керамического материала, микропористости, микроструктуры и деградации влияют на характеристики трансплантата.
Исследование предполагает, что костные трансплантаты на основе биоматериалов могут манипулировать поведением клеток, чтобы восстанавливать травмы, и однажды могут быть использованы для восстановления травм костей у людей.