Пьезоэлектрический «костный бандаж» быстрее заживляет переломы костей

Новая «костная повязка» регенерировала поврежденную кость у мышей.

Исследователи успешно регенерировали поврежденные кости черепа у мышей, используя биомиметический каркас из пьезоэлектрического материала и способствующие росту свойства природного минерала. Новый «костный бандаж» пригодится для регенерации костей и регенеративной медицины в целом.

Пьезоэлектрические материалы генерируют электрический заряд в ответ на приложенное механическое напряжение. В данном случае, кость — пьезоэлектрический материал. Поскольку он обладает электрическим микроокружением, электрические сигналы играют важную роль в процессе восстановления кости, что может эффективно способствует регенерации кости. Однако это сложный процесс, основанный на механических, электрических и биологических компонентах.

Исследователи из Корейского института передовых наук и технологий (KAIST) разработали новаторский подход к регенерации костей, который сочетает в себе пьезоэлектричество и минерал, который естественным образом встречается в кости — гидроксиапатит (HAp).

Обычно его добавляют в зубную пасту для реминерализации эмали и укрепления зубов. Исследования показали, что HAp усиливает остеогенез и обеспечивает основу для роста новой кости. Также он отличается пьезоэлектрическими свойствами и шероховатой поверхностью, что делает его идеальным кандидатом для создания каркасов для выращивания костей.

(d) Изображения микроКТ, показывающие регенерацию кости в черепах мышей с использованием различных каркасов, и 
(e) объем и площадь кости через 2, 4 и 6 недель после имплантации каркаса.
Предоставлено: Джу и др.

Исследователи изготовили отдельно стоящий биомиметический каркас, интегрировав HAp в пьезоэлектрический каркас из поливинилиденфторид-ко-трифторэтилена (P(VDF-TrFE)), полимерной пленки.

Сравнение каркасов с HAp и без них in vitro показало, что прикрепление клеток к каркасам HAp было на 10–15 % выше. После пяти дней культивирования клеток их пролиферация была на 20-30% выше, а уровни остеогенеза на каркасах HAp — на 30-40% больше. Результаты исследования показали, что HAp максимизирует пьезоэлектрические свойства каркаса и создает среду, аналогичную внеклеточному матриксу организма. Это неклеточный компонент всех тканей, который обеспечивает необходимую физическую структуру и важные сигналы для регенерации тканей.

Затем исследователи протестировали каркасы HAp/P(VDF-TrFE) на мышах, поместив их поверх дефектов костей черепа животных. Каркасы выдерживали в течение шести недель без деформации. Все мыши выжили; не наблюдалось никаких побочных эффектов, включая отсутствие инфекции или воспалительной реакции. После двух, четырех и шести недель имплантации регенерация кости усилилась в разы у мышей с установленными каркасами HAp.

Исследование опубликовано в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Читать далее:

«Возможно, это семена»: органика с астероида Рюгу может объяснить происхождение жизни на Земле

Ученые наконец-то выяснили, почему ночью насекомые роятся вокруг света

Посмотрите на 19 галактик в беспрецедентной детализации от «Уэбба»

Обложка: Wikipedia | Сведения о лицензии

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы рассмотрели необычно «гладкий» околозвездный диск
Космос
ИИ превращает скучные картинки и схемы в учебниках в анимацию
Наука
Посмотрите, как видеоблогер превратил старый трактор в электромобиль
Новости
Следы темной материи предложили искать в древних камнях на Земле
Наука
Ученые посчитали, за сколько лет обезьяна напишет «Гамлет»
Новости
Фотоны «задерживают» вблизи кремния, чтобы улучшить солнечные панели
Новости
Посмотрите на таинственные острова из космоса: чем они уникальны
Космос
В Windows нашли опасную уязвимость нулевого дня: что делать пользователям
Новости
Туринскую плащаницу тщательно изучили: касалась ли она Иисуса Христа
Наука
Госдума предложила поднять цены на iPhone: как будет работать закон
Новости
Ученые зафиксировали рекордную частоту вращения нейтронной звезды
Космос
«Вояджер» отправил на Землю сигнал: его передатчик не включался 40 лет
Космос
В России запретят майнинг криптовалют:: каких регионов это затронет
Новости
Скоро Telegram станет полноценной видеоплатформой: Павел Дуров раскрыл детали
Новости
OpenAI сделала свой поисковик на базе ChatGPT: как он будет работать
Новости
В Японии создали гибрид клеток растений и животных
Наука
Очень большой телескоп показал Темного волка на небе
Космос
Потенциально обитаемый мир: признаки океана нашли на спутнике Урана
Космос
«Пьяные» животные встречаются гораздо чаще, чем считалось, заявляют ученые
Наука
Университет Иннополис проведет хакатон для разработки защиты для электросетей
Иннополис