Представьте себе будущее, в котором заживление переломов костей будет происходить просто с помощью «повязки», использующей силу электричества. Исследователи из KAIST в Южной Корее приблизили нас к этой реальности, создав биомиметический каркас, способствующий быстрой регенерации костей с помощью натуральных материалов и пьезоэлектричества.
Для полного заживления сломанных костей часто требуются недели, а то и месяцы. Существующие методы, такие как трансплантаты и факторы роста, имеют свои ограничения — осложнения на донорском участке, ограниченная доступность и высокая стоимость.
Этот костный бандаж сочетает в себе два ключевых элемента:
Пьезоэлектричество: кость по своей природе является пьезоэлектриком, то есть она вырабатывает электричество при надавливании. Эта электрическая микросреда играет решающую роль в восстановлении костной ткани.
Гидроксиапатит (HAp): минерал, содержащийся в костях и зубах, способствует формированию костной ткани и служит основой для роста новых костей. Он также обладает собственными пьезоэлектрическими свойствами, идеальными для роста костей.
Исследователи создали скаффолд, сочетающий HAp с пьезоэлектрической полимерной пленкой. Эта уникальная конструкция, в отличие от предыдущих попыток, генерирует электрические сигналы под давлением и обеспечивает более широкие возможности для регенерации костной ткани, не ограничиваясь поверхностным применением.
Скаффолды с HAp продемонстрировали повышенное прикрепление, пролиферацию и образование костной ткани по сравнению со скаффолдами без HAp. У мышей, которым имплантировали HAp-скаффолды в костные дефекты черепа, наблюдалось значительное усиление регенерации костной ткани по сравнению с контрольными группами.
Сейчас ученые прорабатывают будущие тестирования на людях.
