30.10.19
Ученые Томского политехнического университета в сотрудничестве с американскими коллегами предложили новый материал, восстанавливающий поврежденные ткани и сосуды. Биодеградируемый материал наполнен особыми ингибиторами. Он «выключает» работу ферментов, отвечающих за реакцию воспаления, возникающую в иммунных клетках в ответ на внешние раздражители. Результаты исследований опубликованы в журнале ACS Biomaterials Science & Engineering.
«На данный момент у исследователей для регулирования иммунного ответа в арсенале не очень много инструментов. Можно работать с белками, но это сложно. Можно использовать соединения, которые просто убивают иммунные клетки, но они губительны и для других клеток. Мы пошли по другому пути и предлагаем использовать ингибиторы, размещенные непосредственно в сам материал для восстановления дефекта»
— говорит один из авторов статьи, инженер лаборатории плазменных гибридных систем ТПУ Ксения Станкевич.
Подобные трехмерные каркасы из тонких полимерных нитей, переплетенных друг с другом в разных направлениях, называются «скаффолды». В регенеративной медицине их используют в случае травм костных и мягких тканей. Их размещают в месте дефекта, а новая ткань прорастает сквозь скаффолд и заполняет место травмы.
Исследователи из ТПУ и Университета Монтаны использовали для своих скаффолдов основу из биодеградируемого полимера поликапролактона. Изделия из него более эластичны и доступны по цене в сравнении с аналогами. Каркас создавался методом электроспиннинга — вытягивания тончайших волокон из полимерного раствора под действием электрического поля. На стадии получения скаффолда в структуру полимера внедрялись ингибиторы.
«Особенность наших скаффолдов как раз и заключается в использовании специфических ингибиторов, а также в том, что мы можем их высвобождать из материала постепенно, оказывая пролонгированное действие. Это происходит в основном за счет постепенной естественной деградации полимера. Кстати, деградирует он до биосовместимой 6-гидроксикапроновой кислоты, которую организм человека может утилизировать»
— поясняет Ксения Станкевич.
Иммунный ответ клетки представляет собой целый каскад биохимических процессов. В данном случае ферменты JNK — лишь звенья в цепочке. Ингибиторы связываются с ферментами и блокируют их работу. Таким образом, при подавлении работы одного из звеньев «выключается» вся последующая цепочка реакций.
«В перспективе наши скаффолды могли бы применяться для восстановления дефектов мягких тканей, сосудов — для этого у поликапролактона подходящие механические свойства. Как пример — для снижения негативных последствий после инфаркта и инсульта. Скаффолды из различных материалов уже внедряются в медицинскую практику в развитых странах, но говорить об их широком применении пока не приходится. Но это вопрос времени, поэтому ученые продолжают искать наиболее эффективные материалы и биологически активные соединения»
— отмечает ученый.
Фото: механизм действия разработанных материалов: композитные скаффолды из поликапролактона высвобождают ингибитор IQ-1 и подавляют воспалительный ответ иммунных клеток.
Нет комментариев