Новый гидрогель в инъекционной форме для восстановления хряща

Группа исследователей из нескольких центров в Китае разработала инъекционный гидрогель для восстановления поврежденной хрящевой ткани. В своей статье, опубликованной в журнале «Science Advances», ученые описывают процесс создания этого гидрогеля, аспекты его применения и эффективность в ходе экспериментов на мышах и свиньях.

Методы восстановительного лечения разорванного или узурированного хряща испытали значительный прогресс в последние годы, поскольку ученые научились выращивать хондроциты (клетки, которые в ходе своего развития превращаются в полноценную хрящевую ткань) и использовать их для стимуляции роста нового хряща. Обычно хондроциты выращивают группами на здоровых структурах, а затем переносят на участки, нуждающиеся в регенерации. Однако одним из основных недостатков такого метода лечения является необходимость вскрытия и обнажения таких участков в процессе операции. Это может приводить к болезненному выздоровлению в течение нескольких месяцев. В ходе своего исследования авторы разработали тип гидрогеля, который может быть применен при том же методе лечения, однако без необходимости проведения хирургического вмешательства.

Для создания гидрогеля был применен метод фотохимической полимеризации, а в качестве субстрата реакции — фотоиндуцированные перекрестно сшитые органические соединения иминов. В итоге у ученых получился гель, который был пригоден для нанесения на твердую основу (каркас) и способный затвердевать только под воздействием ультрафиолета. Соответственно, каркас можно сжать до очень малых размеров и ввести инъекционным способом в участок, нуждающийся в регенерации хрящевой ткани. Затем на каркас необходимо нанести гель. После этого все, что остается сделать, — это направить ультрафиолет на пораженный участок. Затвердевание геля происходит в течение 10 секунд, что позволяет каркасу с его «грузом» из хондроцитов вырастить новый хрящ.

Исследователи испробовали различные формы каркасов на моделях лабораторных мышей, но в конце концов пришли к выводу об эффективности формы звезды. Затем они провели дополнительные испытания, введя гель инъекционным путем нескольким мышам; на восемь недель хрящи были оставлены для роста. Затем этот метод был проверен в ходе экспериментов на свиньях с дефектным хрящом, а за его ростом наблюдение велось с помощью МРТ. Они обнаружили, что примерно через шесть месяцев хрящ у свиней восстановился.

Исследователи планируют продолжить изучение своего гидрогеля и рассчитывают вскоре начать испытания на людях. В случае успеха последних авторы ожидают, что их подход станет стандартным методом лечения при восстановлении хрящевой ткани.