Команда, включающая исследователей из Политехнического института Ренсселера, разрабатывает новый материал, который может быть использован для замены кости черепа, утраченной от травмы, хирургического вмешательства или врожденного дефекта. Биоактивная пена может изменяться при воздействии теплого солевого раствора (аналогично губке), что позволяет хирургам легко формировать ее, чтобы подобрать под дефекты черепа, где она затвердевает на месте. После имплантации в череп специально покрытые поры внутри пены притягивают костные клетки, естественно регенерируя костную ткань для замены пены, которая со временем растворяется.

пенаПена — полимер с памятью формы, покрытый биоактивным полидофамином — предназначена как альтернатива материалам, используемым в настоящее время для лечения недостатков челюстно-лицевых костей. Чаще всего такие промежутки заполняют костным трансплантатом, который хирургически собирают у пациента, например, из бедренной кости. Такие жесткие костные трансплантаты часто трудно собирать, и ими нельзя легко манипулировать, чтобы они вписывались в дефекты кости неправильной формы, что может ухудшить заживление.

«Это похоже на попытку заполнить недостающий кусочек головоломки неправильным паззлом, — сказал Грюнлан. — Эти дефекты костей могут вызывать огромные функциональные проблемы и эстетические проблемы для отдельных лиц, поэтому было признано, что лучшее лечение окажет большое влияние».

Мэрайя Хан, профессор биоинженерии и специалист по разработке костной ткани, проверяет различные формулировки пены в живых условиях, рекомендуя наиболее успешные рецептуры для дальнейшего доклинического тестирования и давая представление о том, почему некоторые пены более или менее успешны в продвижении роста кости.

«Мы хотим найти идеальную формулировку, которая поддерживает удивительные свойства памяти формы пены, обеспечивая оптимальные условия для стимулирования нового образования костей», — сказала Хан, член Центра биотехнологий и междисциплинарных исследований Ренсселера.

Исследование Хан сосредоточено на понимании взаимодействия между клетками и материалом на фундаментальном уровне. Лаборатория Hahn Tissue Lab специализируется на разработке тканей для замены поврежденных артерий малого калибра и костно-хрящевых тканей, а также для регенерации ткани с хроническими рубцами. Лаборатория также участвует в разработке моделей заболеваний, вызванных тканевой инженерией.

Проект начался около пяти лет назад и уже продемонстрировал хорошую биосовместимость в предварительных тестах на небольших животных моделях. Требуется еще много лет доработки и тестирования, прежде чем продукт попадет к хирургам в качестве варианта лечения. Однако, по словам Хан, этот подход имеет ряд преимуществ, особенно в сравнении с другими вариантами исследования, такими как методы трехмерной печати.

«Формовочный каркас, способствующий заживлению костей, может иметь широкое применение, если он будет успешным, — сказала Хан. — Он использует преимущества собственных целебных свойств организма, и это недорогое решение, которое не нужно будет предварительно адаптировать к индивидуальному дефекту».