Ученые разработали биомиметический микрогель, который поможет переосмыслить регенерацию хрящевой ткани. Исследование, показало, что микрогель способен восстанавливать участки поврежденного хряща.
🔬 Микрогель представляет собой комбинацию двух типов микросфер. Первая составляющая микрогеля – жесткие биодеградируемые микросферы на основе полимолочной кислоты (PLA), которые обеспечивают механическую стабильность структуры. Вторая составляющая – мягкие микросферы из смеси желатина и гиалуроновой кислоты, с добавлением плазмы, богатой тромбоцитами (PRP). Эти микросферы поддерживают режим высвобождения биомолекул, который стимулирует миграцию и дифференцирование клеток, способствуя восстановлению хряща.
⚗️ Синтез микрогеля включает несколько важных стадий. Мягкие микросферы формируются путем ферментативного сшивания, где желатин и гиалуроновая кислота модифицируются тираминовыми группами, а перекрестное сшивание запускается с помощью пероксидазного катализатора и перекиси водорода. С помощью этой реакции возможно инкапсулирование PRP без его преждевременного активационного распада. PRP активируется только при добавлении хлорида кальция перед имплантацией, что обеспечивает контролируемое высвобождение факторов роста, необходимых для регенерации ткани.
🩸 Исследование проводилось на моделях коленных суставов мини-свиней. Было проведено микросверление (рис. а), которое в последующем заполнили микрогелем (рис. b) и покрыли электроформированной PLA-мембраной (рис. c). После девяти месяцев наблюдения микрогель показал результаты (рис d), подающие большие надежды: регенерированная ткань по своим свойствам оказалась близка к естественному гиалиновому хрящу.
🧫 При гистологическом анализе был обнаружен высокий уровень гликозаминогликанов, поддерживающих механическую стабильность ткани, и четко организованную клеточную структуру. Однако PLA-микросферы постепенно рассасывались, не нарушая структуру восстановленного хряща.
💡 Микрогель открывает новые возможности для создания адаптируемых и эффективных биоматериалов. Он перспективен для травматологии и ортопедии, предлагая альтернативу существующим методам. Подход сочетает в себе сложные химические технологии с биологическими принципами, создавая систему, которая способна регулировать микроокружение клеток в условиях сильной механической нагрузки на суставы. Такой биомиметический микрогель может стать основой для новых возможностей в регенеративной медицине.
📈 Дальнейшие исследования покажут, насколько успешно микрогель может применятся на практике и в каких еще областях его свойства могут быть востребованы. Но уже сейчас ясно, что эта разработка имеет все шансы сделать прорыв в области медицинской химии и создания биоматериалов для регенерации тканей.
Полный текст статьи доступен по
ссылке.