Микросферы из нановолокна дают надежду пациентам со сложными травмами хряща

Ученые из Школы стоматологии Университета Мичигана (University of Michigan School of Dentistry) создали биоразлагаемый полимер, способный самостоятельно собираться в полые микросферы. При введении в рану такие микросферы с находящимися в них клетками постепенно деградируют, а клетки продолжают жить, образуя новую ткань.

Разработка такой сферы в качестве носителя клеток, имитирующего естественную для их роста микросреду, представляет собой значительное достижение в области восстановлении тканей, считает профессор Питер Ма (Peter Ma), ведущий автор статьи о новой стратегии, опубликованной он-лайн в журнале Nature Materials.

Восстановление ткани – очень сложная задача, и возможности ее успешного решения чрезвычайно ограничены нехваткой донорской ткани. Разработанный американскими учеными процесс дает надежду пациентам с определенными типами травм хряща, для которых в настоящее время не существует хороших методов лечения. Он представляет собой лучшую альтернативу имплантации аутологичных хондроцитов (autologus chondrocytes implantation ACI) – клиническому методу лечения травм хряща путем непосредственного введения собственных клеток пациента. Качество восстановления ткани методом ACI нельзя назвать хорошим, так как он не позволяет достичь необходимой точности введения клеток, и рост клеток не поддерживается каким-либо носителем, имитирующим естественную среду.

Для лечения сложных и необычной формы дефектов ткани желателен инъецируемый носитель клеток. Используя биоразлагаемые нановолокна, лаборатория профессора Ма разрабатывает стратегию создания биомиметического клеточного матрикса – системы, копирующей биологию и поддерживающей клетки в процессе их роста и образования ткани.

Полые микросферы из нановолокон чрезвычайно пористы, что очень важно, так как в них должны проникать питающие клетки вещества, и имитируют функции клеточного матрикса живого организма. Кроме того, при деградации они не образуется большого количества побочных продуктов распада, способных нарушить рост клетки.

Впервые ученые разработали звездчатый биоразлагаемый полимер, образующий методом самосборки полые
пористые микросферы . Такие микросферы выполняют функцию носителя клеток,
имитирующего естественную среду, благоприятную для их роста и регенерации ткани.
(Фото: Image courtesy of University of Michigan)

Нановолокнистые сферы заполняются клетками и инъецируются в рану. К тому времени, когда сферы, которые несколько больше, чем клетки, деградируют, росту клеток уже дан хороший старт, так как биомиметический матрикс обеспечил им ту среду, в которой они прекрасно чувствуют себя в естественных условиях.

Этот подход показал себя более успешным, чем использование традиционного клеточного матрикса, применяемого для регенерации тканей в настоящее время. До сих пор не существует способа сделать такой матрикс инъецируемым, и он не применим для доставки клеток в раны сложной конфигурации.

Пока микросферы из нановолокон протестированы только на кроликах. В группе с инъецированным новым носителем наблюдаемый рост ткани был в три-четыре раза больше по сравнению с контролем. Следующий шаг – выяснить, как микросферы с клетками поведут себя в организме крупных животных и, в конечном итоге, человека.

Аннотация к статье

Nanofibrous hollow microspheres self-assembled from star-shaped polymers as injectable cell carriers for knee repair

Источник(и):

http://ns.umich.edu/…es/story.php?…

http://www.nanonewsnet.ru/news/2011/mikrosfery-iz-nanovolokna-dayut-nadezhdu-patsientam-so-slozhnymi-travmami-khryashcha