В основе разработки лежит технология создания гетерогенных скаффолдов с помощью аддитивных технологий. Опыты на лабораторных животных показали, что регенерация костей с гетерогенными имплантатами идет в два раза быстрее, чем при использовании стандартных имплантатов с однородной структурой.

Работы ведутся учеными Института клинической медицины Национального исследовательского Нижегородского государственного университета имени Н. И. Лобачевского (ННГУ), Приволжского исследовательского медицинского университета (ПИМУ), Первого Московского государственного медицинского университета имени И. М. Сеченова, Института химической физики имени Н. Н. Семенова РАН и Федерального научно-исследовательского центра «Кристаллография и фотоника».

Главная цель проекта — получить синтетические имплантаты с характеристиками, максимально близкими человеческой кости, сообщает пресс-служба ННГУ. Скаффолды создаются методом 3D-печати по технологии двухфотонной литографии и засеиваются стволовыми клетками пациентов, а затем вся конструкция имплантируется.

«Синтетическая костная ткань состоит из множества ячеек, которые повторяют неоднородную структуру кости — с крупными порами внутри имплантата и более мелкими на поверхности. Такая структура позволяет прорастать кровеносным сосудам, а скорость биодеградации скаффолда соответствует скорости восстановления кости», — рассказала заведующая лабораторией молекулярно-генетических исследований Института клинической медицины ННГУ Дарья Кузнецова.

В ходе исследований ученые воссоздали фрагменты черепа мыши — наноскаффолды с трехслойной структурой. Имплантаты из биосовместимого материала — метакрилированного полилактида — напечатали на 3D-принтере в Сеченовском университете. Технология позволяет настраивать скорость биодеградации материала, чтобы скаффолд рассасывался по мере восстановления кости.

«Регенерацию кости показывал метаболический имиджинг, а биодеградацию имплантата оценивали с помощью флуоресцентной микроскопии. Благодаря сочетанию этих методов визуализации за счет собственного свечения клеток мы доказали, что доставка кислорода, питательных веществ, минерализация и другие процессы интенсивнее на гетерогенных скаффолдах», — рассказала Дарья Кузнецова.

В будущем авторы планируют усовершенствовать состав синтетической костной ткани и увеличить размер скаффолдов. Результаты исследования опубликованы в журнале Stem Cell Research & Therapy.

Источник