Финские и российские ученые разработали костные каркасы

30.01.2018

-

Финские и российские ученые разработали костные каркасы, состоящие из гидроксиапатита, желатина, полипиррола и мезопористого оксида кремния, которые благодаря своей отличной биосовместимости, остеокондуктивности и потенциальной возможности адресной доставки лекарственных средств представляют большой интерес для инженерии костной ткани.

Синтетический гидроксиапатит уже широко используется в инженерии костной ткани по той причине, что по химическому составу он сходен с гидроксиаппатитом в кости. Биосовместимость, остеопроводимость и стимулирование процессов регенерации кости делает это вещество идеальным компонентом для костных каркасов. Но гидроксиаппатит обладает существенным для костей недостатком — хрупкостью и, соответственно, плохими механическими свойствами. Другой компонент, используемый исследователями для создания каркасов - диоксид кремния, также обладает высоким потенциалом для индуцирования процессов минерализации. Это вещество также можно использовать как транспортное средство для доставки лекарства с последующим контролируемым высвобождением. Еще один из компонентов разработки ученых - желатин, с его замечательной способностью прикреплять остеобласты, молодые клетки кости, формирующие регенерирующую костную ткань. Связывает все эти компоненты проводящий полимер — полипиррол. Он обладает электрической и термической стабильностью, но ему присущи и серьезные недостатки - хрупкость, плохие механические свойства и отсутствие биодеградируемости. Однако в сочетании с другими материалами, используемыми исследователями для создания костных каркасов, полипиррол можно использовать без какого-либо токсического воздействия на остеобласты.

Одновременное использование такой комбинации веществ для создания костных каркасов позволило исследователям улучшить свойства выбранных материалов для ускорения регенерации кости и в то же время для продления высвобождения антибактериальных веществ до 4 месяцев с момента введения. «Свойства полученных материалов сравнивались в разных экспериментах, в которых каркасы, содержащие полипиррол, демонстрировали хорошие механические свойства, более высокую адсорбцию белка и более высокий процент высвобождения модельного антибиотика - ванкомицина в течение длительного времени, по сравнению с непроводящими каркасами, - комментирует исследование один из авторов работы, старший научный сотрудник Лаборатории тканевой инженерии ИТЭБ РАН, кандидат биологических наук Юрий Шаталин. - Остеобласты, клетки костной ткани, помещенные в исследуемые материалы, оставались жизнеспособными в течение 14 дней, что позволяет предполагать их хорошую биосовместимость».

Таким образом, ученые создали новые проводящие композитные костные каркасы, а полученные ими результаты полностью подтверждают их применимость в адресной доставке лекарств и перспективность дальнейшего исследования данных материалов в различных ткане-инженерных приложениях и регенеративной медицине будущего.

Источник: Nazanin Zanjanizadeh Ezazi, Mohammad-Ali Shahbazi, Yuri V. Shatalin, et.al. Conductive vancomycin-loaded mesoporous silica polypyrrole-based scaffolds for bone regeneration. International Journal of Pharmaceutics, 30 January 2018, Is. 1, V. 536, P. 241-250

https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2017.11.065

Релиз подготовлен пресс-секретарем ИТЭБ РАН Татьяной Перевязовой

©РАН 2018