Ученые разработали биоимплантат, ускоряющий заживление костей в три раза

Исследовательская группа Пенсильванского университета создала инновационный биоразлагаемый костный имплантат CitraBoneQMg, демонстрирующий значительное ускорение регенерации костной ткани. Согласно опубликованным в Science Advances результатам, новый материал превосходит традиционные имплантаты на 185% по скорости формирования новой костной ткани.

CitraBoneQMg представляет собой каркасную структуру, содержащую комбинацию трёх ключевых компонентов: лимонную кислоту, магний и глутамин. Эти вещества естественным образом присутствуют в организме и пищевых продуктах. Уникальность разработки заключается в синергетическом эффекте данных компонентов, активирующих внутриклеточные энергетические системы AMPK и mTORC1, которые обычно функционируют по принципу противовеса, но в новой системе работают совместно.

Исследования на крысах с дефектами черепных костей показали, что через 12 недель применения CitraBoneQMg рост костной ткани ускорился на 56% по сравнению с каркасами из одной лимонной кислоты (уже одобренными FDA) и на 185% по сравнению с традиционными костными имплантатами.

Помимо ускоренной регенерации костей, имплантат продемонстрировал дополнительные терапевтические эффекты: стимуляцию регенерации нервов и противовоспалительное действие в области установки. Важным преимуществом является также возможность неинвазивного мониторинга имплантата благодаря его фотолюминесцентным и фотоакустическим свойствам, позволяющим отслеживать его с помощью ультразвука в глубоких тканях.

Первый автор исследования, аспирант Хуэй Сюй, отмечает, что каркас не просто заполняет дефект, но активно стимулирует дифференцировку стволовых клеток в костные, обеспечивая более качественное восстановление. Исследовательская группа уже подала заявку на патент в США и продолжает работу совместно с хирургами-ортопедами для внедрения разработки в клиническую практику.