Восстановление хрящевой ткани
Ничто не вечно. Человеческий организм и его суставы тоже. Думать, что они не разрушаются – опрометчиво. Волшебство — в балансе разрушения и восстановления. Так же как наша физическая энергия истощается при тренировке и восстанавливается при отдыхе – так и суставы, двигаясь, разрушаются, а после восстанавливаются.
Повторим прошлые статьи – главная функция сустава – обеспечивать движение, это объясняет его строение и функционирование. Суставу необходимо одновременно быть и прочным и эластичным. Для этого природа изобрела белок Коллаген, который составляет основу соединительной ткани. Он представляет собой правозакрученную спираль. Такое строение обеспечивает высочайшую устойчивость к любым видам деформации, будь то растяжение, скручивание или разрыв. Причем, изменения формы полностью обратимы.
А вы замечали, что суставная ткань восстанавливается дольше многих других? За её восстановление отвечают клетки – хондроциты. Они имеют достаточно быстрый метаболизм, но их количество в суставных хрящах небольшое (2-3 процента от общей массы).
В следствие постепенной дегенерации хряща головки костей могут приходить в соприкосновение друг другом. Это как машинный двигатель без масла. Один из популярных в клинической практике методов – инъекция геля, обладающего амортизирующими свойствами хрящевой ткани. Но это решение – временное, и человеку впоследствии требуются постоянные повторные инъекции геля в область повреждения.
Специалисты по нанотехнологиям из университета Брауна (Brown University) работающие под руководством доктора Томаса Уэбстера (Thomas Webster), нашли способ восстановления хряща с помощью нанотехнологий. Они предлагают метод естественной регенерации хряща с помощью синтетической матрицы, создающей на поврежденной поверхности сустава условия для формирования нового хряща. Наиболее подходящим для этой цели авторы считают разработанный ими материал, состоящий из скрепленных поликарбонат-уретаном углеродных нанотрубок. Под микроскопом поверхность такого материала покрыта грубыми неровностями и напоминает живую ткань, пригодную для колонизации хондроцитами – клетками, формирующими ткань хряща. Углеродные нанотрубки в данном случае не просто служат каркасом. Они хорошо проводят электрический ток, а под воздействием слабых электрических импульсов деление хондроцитов заметно ускоряется. В результате подбора оптимальной формы поверхности и параметров электростимуляции скорость формирования хрящевой ткани на основе из новой нанопленки in vitro удалось увеличить более чем в три раза.
Статья D.Khang, G.Park & T.Webster Enhanced chondrocyte densities on carbon nanotube composites: The combined role of nanosurface roughness and electrical stimulation опубликована в Journal of Biomedical Materials Research Part A.
