Получение биоматериалов, соответствующих характеристикам хрящей и сухожилий, было труднодостижимой целью для ученых, но новый материал, созданный в Корнелле, демонстрирует многообещающий новый подход к имитации естественных тканей. Результаты исследования были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Они представляют собой новую стратегию синтеза клинических решений для поврежденных тканей.
Ткань должна быть достаточно мягкой, чтобы сгибаться и разгибаться, но прочной, чтобы выдерживать длительные нагрузки – например, вес, который должно выдерживать коленное сухожилие. Когда ткань изнашивается или повреждается, коллагеновые гидрогели и синтетические материалы могут служить заменой, но ни один из них не обладает правильным сочетанием биологических и механических свойств натуральной ткани.
Теперь исследователи из Корнелла разработали биогибридный композитный материал с основными характеристиками натуральной ткани. Он состоит из двух основных ингредиентов: коллагена, который придает материалу мягкость и биосовместимость, и синтетического цвиттерионного гидрогеля, который содержит положительно и отрицательно заряженные молекулярные группы.
“Эти заряженные группы взаимодействуют с отрицательно и положительно заряженными группами в коллагене. Такое взаимодействие позволяет материалам рассеивать энергию и достигать высокого уровня прочности”, — делятся ученые.
Биогибридный композит приближен к характеристикам суставного хряща и других биологических тканей, при этом эластичность на 40% выше, а энергия разрушения – показатель прочности – в 11 раз выше, чем у самого цвиттерионного материала.
“В конечном итоге мы хотим создать что-то для целей регенеративной медицины, например, каркас, который может выдержать некоторые начальные нагрузки до полной регенерации тканей. С помощью этого материала можно 3D-печатать пористый каркас с клетками, которые в конечном итоге могут создать настоящую ткань вокруг каркаса”, — отмечают исследователи.
