Каркас из графена и хитозана ускорил заживление костей на 90%

Группа исследователей из Израильского факультета медицинских наук имени Альберта Эйнштейна и инженерной школы Университета Сан-Паулу разработала биоматериал на основе графена, который за четыре недели после моделирования перелома у лабораторных крыс восстановил поврежденные участки костной ткани на 88-90 %. Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.

В эксперименте участвовали 16 крыс-самцов с переломами большеберцовой кости. Животным имплантировали каркасы разного состава — на основе углерода в сочетании с графеном, оксидом графена и нанографитом. Сырьем для получения углеродной матрицы послужил черный щелок — отходы целлюлозно-бумажного производства. Углеродную основу дополнили полимерами хитозана, получаемого из панцирей ракообразных, и ксантаном бактериального происхождения. Все варианты каркасов продемонстрировали способность к регенерации костной ткани, однако наибольшую эффективность показала комбинация с графеном.

По словам координатора исследования Даниэлы Франко Буэно, графен усиливает прикрепление клеток к каркасу, стимулирует рост новых кровеносных сосудов и запускает остеогенную дифференцировку — превращение стволовых клеток в специализированные костные клетки. Хитозан при этом обеспечивает контролируемое разложение конструкции и биосовместимость. Трехмерная пористая структура каркаса позволяет сосудам и клеткам проникать внутрь, обеспечивая питание формирующейся ткани. Со временем материал замещается новой костью.

Технология находится на стадии доклинических испытаний. На следующем этапе исследователи планируют совместить графеновые каркасы со стволовыми клетками из пульпы молочных зубов и перейти к клиническим испытаниям на людях.

Источник: Phys.org