Tyrėjai iš Londono Karalienės Marijos universiteto ir Notingamo universiteto sukūrė biokooperacinę medžiagą, kuri panaudoja kraujo krešėjimą ir peptidų savaiminį surinkimą, kad sukurtų individualizuotus regeneracinius implantus, skirtus gydyti sunkias žaizdas ir lūžius.
Dėl mokslo žinių pažangos, padedant naujoms technologinėms priemonėms, veiksmingos regeneracinės terapijos tapo neįtikėtinai prieinamos klinikinei terapijai. Atkartoti sudėtingą organizmo gydomąją aplinką tebėra didelis iššūkis.
Daug žadantys metodai dažnai remiasi kamieninėmis ląstelėmis, biomimetinėmis medžiagomis arba alogeniniais transplantatais, kurių kiekvienas turi savo kliūčių, trukdančių tapti sėkmingomis ir patikimomis gydymo galimybėmis.
Dauguma kūno audinių išsivystė taip, kad efektyviai išgydytų nedidelius sužalojimus, daugiausia priklausydami nuo regeneracinės hematomos susidarymo dinamiškoje aplinkoje, kuri koordinuoja molekulinius ir ląstelių procesus, kad būtų galima visiškai atkurti.
Tyrime „Biokooperatyvinės regeneracinės medžiagos, panaudojant kraujo krešėjimą ir peptidų savaiminį susijungimą“, paskelbtas m. Pažangios medžiagosmokslininkai sukūrė peptidų amfifilus (PA), kurie krešėjimo metu sąveikauja su kraujo komponentais, sukurdami gyvą medžiagą, imituojančią regeneracinę hematomą (RH).
Surinkdami PA kartu su paties paciento kraujo komponentais, jie sukūrė hidrogelius, pasižyminčius pagrindinėmis RH sudėtinėmis ir struktūrinėmis savybėmis. PA buvo suprojektuoti su skirtingu krūvio tankiu, kad galėtų sąveikauti su baltymais, tokiais kaip fibrinogenas ir albuminas.
Glutamino likučių įtraukimas į PA leido fermentui XIIIa faktoriui susieti PA su fibrinu, pagerindamas medžiagos mechanines savybes.
Mechaninis bandymas parodė reguliuojamą standumą, o analizė patvirtino tvirtą tinklo struktūrą. Skenuojanti elektroninė mikroskopija atskleidė sudėtinę nanopluoštinę architektūrą, primenančią natūralius krešulius, o trombocitai prilipo ir plinta normaliai.
Medžiaga išsaugojo normalų trombocitų elgesį, sukūrė nuolatinį augimo faktorių šaltinį ir palaikė mezenchiminių stromos ląstelių, endotelio ląstelių ir fibroblastų augimą in vitro.
Įrodžius suderinamumą su 3D spausdinimo technikomis, mokslininkai leido pagaminti individualizuotus implantus su tikslia geometrija naudojimo vietoje.
In vivo tyrimai, naudojant žiurkės kaukolės defektų modelį, parodė, kad PA kraujo gelio implantai skatino kaulų regeneraciją. Eksperimentas su dviem gelio formomis parodė atitinkamai 62% ir 56% naujų kaulų susidarymo, palyginti su 50% komerciškai prieinamu Bio-Oss ir 30% neapdorotų defektų, o tai rodo medžiagos potencialą klinikinėje praktikoje.
Panaudodama sudėtingus mechanizmus, kuriuos gamta jau naudoja gydymui, ši biologinio bendradarbiavimo strategija naudojasi milijardo metų evoliuciniais bandymais ir klaidomis kuriant naują regeneracinį metodą.
Nors išlieka iššūkių, susijusių su šio požiūrio pritaikymu žmonių medicinai, tyrimas yra didelis žingsnis link prieinamų, individualizuotų regeneracinių gydymo terapijų.