Новый способ заживления костей, вдохновленный кубиками LEGO

Наши тела имеют естественную систему восстановления при повреждениях костей – сломайте одну, и стволовые клетки начнут выращивать новый хрящ и кость, чтобы восстановить ее. Тем не менее, для особо тяжелых переломов врачи иногда помогают в этом естественном заживлении кости, внедряя блоки в месте травмы. Эти структуры помогают направлять развитие новых клеток, прежде чем те в конечном итоге не растворяться в организме. Врачи могут даже внедрить их с веществами, которые способствуют росту клеток, чтобы сократить время заживления.

Теперь исследователи разработали новый тип системы строительных блоков, вдохновленной кубиками LEGO, которая, по их мнению, является более универсальной, чем существующие варианты, и может привести к лучшему заживлению кости после серьезных травм.

Усовершенствованное лечение костей

Новая система строительных блоков состоит из полых кубиков, сделанных с помощью 3D-печати. Эти кубики исследователи называют «микроклетками». Каждый размером примерно с небольшую блоху, и они могут быть сложены вместе в различных конфигурациях – точно так же, как LEGO. Идея состоит в том, что врач может использовать одни и те же блоки, чтобы построить структуру для любой травмы – просто ему нужно настроить конфигурацию. 

Микроклетки складываются вместе, как блоки LEGO.
Микроклетки размером всего 1,5 миллиметра в кубе складываются вместе, как блоки LEGO. Орегонский Университет Здоровья и Науки

Поскольку кубы полые, врачи могут упаковывать их «факторами роста», веществами (обычно белками и гормонами), которые способствуют заживлению костей. Они могут даже размещать разные факторы роста в конкретных точках каркаса, обеспечивая точную доставку – например, они могут упаковывать те, которые поддерживают рост губчатой ​​кости именно там, где необходима губчатая кость, и те, которые поддерживают рост компактной кости там, где это необходимо.

Когда исследователи протестировали систему на травмах костей у крыс, они обнаружили, что она подтолкнула рост тройного кровеносного сосуда на обычных скаффолдах, согласно их исследованию, опубликованному в журнале Advanced Materials неделю назад.

Далее, исследователи планируют проверить способность своих структур способствовать заживлению костей у крыс и более крупных животных с более сложными переломами.

DOI: 10.1002/adma.202001736


Наши статьи по медицинской 3D печати: