Суставы будут «склеивать» с помощью креветок
Ученые ВолГУ нашли способ соединить поврежденные человеческие суставы без боли и дополнительного хирургического вмешательства. Все, что потребуется, – сутки терпения и панцири обычной морской креветки.
Скаффолды превращаются в хрящ
Перелом суставов является одним из наиболее травматичных повреждений скелета. Пострадавшему, скорее всего, будет грозить металлический протез, который заменит поврежденный участок, а также месяцы упорных восстановительных тренировок. Благодаря разработке ученых Волгоградского госуниверситета таких долгих, а подчас дорогих последствий перелома можно будет избежать.
– Когда речь заходит о восстановлении суставов, возникает проблема. Возьмем коленный сустав. Он хорошо может выдерживать нагрузки, распределять их, но покрывающий его хрящ самостоятельно практически не умеет восстанавливаться. В этом плане поврежденному суставу приходиться помогать. Есть два способа. Первый – пересадить сохранившийся хрящ с других мест. Второй – попытаться вырастить новый на месте повреждения. С этой целью мы и создали так называемые скаффолды (в переводе с английского – строительные леса), трехмерные пористые структуры, которые, будучи помещенными в организм человека, в последующем преобразуются в хрящ, – рассказывает Валерий Новочадов, директор института естественных наук ВолГУ.
Александр Коваленко, старший преподаватель госуниверситета, инженер, отмечает, что скаффолды могут быть разной формы и размеров, а создаются они из волокнистого продукта под названием хитозан, который в свою очередь получают из хитина. Источником последнего являются пчелы, грибы, но более всего – ракообразные. Чтобы добыть хитозан из той же креветки, нужно взять ее скелет, поместить в щелочной раствор, выварить его. Затем добавить специальный растворитель, выпавший осадок профильтровать от примесей. На выходе образуется белый порошок, это и есть хитозан. И уже в лабораторных условиях с его помощью создаются маленькие сверхлегкие пластины для «склеивания» суставов. На ощупь они отдаленно напоминают мягкий полиэтилен, но в отличие от него являются абсолютно биосовместимыми, то есть спокойно приживаются в организме, не вызывая опасных последствий.
Пациенты смогут ходить на следующий день
По словам Александра Коваленко, хитозан хорошо подходит человеку. Он может рассасываться, перевариваться собственными ферментами организма. Сделанные из хитозана пластины для «склеивания» суставов можно без проблем использовать в человеческом организме.
– Будучи помещенным на сустав, скаффолд пропитывается костной жидкостью, в свою очередь клетки попадают в такое, скажем так, окружение в самой пластине, которое заставляет их в дальнейшем стать частью нового хряща. Чтобы доставить пластину к пораженной части сустава, делается прокол, скаффолд сворачивается в трубочку, засовывается внутрь иглы, а потом уже на суставе под увеличением микроскопа расправляется и приклеивается. В принципе пациент должен начать ходить уже на следующий день. Без этого изобретения человек остался бы инвалидом, либо ему должны были сделать из металла заменитель сустава. Это и дорого, и травматично, – говорит Новочадов.
Скаффолды, сделанные в виде пленки, могут также накладываться на поверхность раны. Ученые уверяют, что уже через два дня эта пленка будет заменена собственной тканью человека, не оставив даже следа. Спектр применения изделий из хитозана в той же медицине достаточно широк. Например, можно сделать стенты (трубки) для отведения желчи или другой жидкости из организма. Любопытно, что на создание 1-2 см такого приспособления может потребоваться хитин с панцирей трех–пяти креветок.
– В ситуации с тем же пластиковым стентом хирург делает разрез в теле, вставляет в него стент, зашивает, но потом это все нужно опять разрезать и вытаскивать трубку. Сама она не рассосется. Пластик твердый, к нему могут налипать отходы организма, в результате он начнет закупориваться, его нужно чистить. Вот и представьте. То вы пять раз ляжете за полгода под нож, то всего раз – со стентом из хитозана. Когда придет время, он сам рассосется и выйдет из организма естественным путем, – поясняет Александр Коваленко.
Сегодня в планах ученых провести лабораторные испытания скаффолдов и найти спонсоров. Если российские предприятия заинтересуются разработкой волгоградцев, то примерно через два года будет налажено производство. Всего, как добавляет Валерий Новочадов, от идеи до ее практического воплощения должно пройти три–четыре года, и половина пути уже пройдена.
Павел Сударчиков.
