Новый метод восстановления поврежденных костей
Организм человека часто не в состоянии самостоятельно справиться с восстановлением тяжелых травматических повреждений костной ткани. В таких случаях врачи прибегают к введению специализированных факторов роста. Однако такая терапия требует введения большого количество дорогостоящих препаратов, которые могут распространяться за пределы зоны повреждения и стимулировать формирование нежелательных элементов костной ткани вокруг нее.
Исследователи разработали комплекс из наиболее часто применяемого фактора роста костной ткани BMP-2 и микрочастиц препарата гепарина, концентрация BMP-2 в котором в 1000 раз превышает максимальный показатель, которого удавалось достигнуть ранее.
Исследователи технологического института Джорджии, работающие под руководством адъюнкт-профессора Тодда Макдевитта (Todd McDevitt), разработали технологию, обеспечивающую более эффективную доставку факторов роста костной ткани с высокой точностью и низкими финансовыми затратами.
Технология заключается в создании микрочастиц из модифицированного метакриламида гепарина, при нагревании формирующих межмолекулярные связи с факторами роста. Гепарин является широко используемым антикоагулянтом, химические свойства которого делают его идеальным для связывания факторов роста. Авторы продемонстрировали, что разработанные ими микрочастицы обладают исключительно высокой афинностью к наиболее часто применяемому в клинической практике фактору роста, костному морфогенетическому белку-2 (BMP-2), в 1000 раз превышающей максимальную связывающую способность других гепаринсодержащих биоматериалов.
В настоящее время для доставки BMP-2 в зону повреждения используются коллагеновые губки, высвобождающие большое количество препарата сразу после их введения в организм. Для компенсации этого эффекта в губки вводится избыточное количество препарата, что приводит к его неспецифичной и неэффективной доставке. В отличие от губок, гепариновые микрочастицы прочно связывают молекулы BMP-2, что обеспечивает их медленное постепенное высвобождение. Эксперименты показали, что в течение 28 дней высвобождается только 25% препарата.
Авторы также продемонстрировали, что BMP-2 сохраняет свою активность после высвобождения их микрочастиц и стимулирует увеличение количества клеток-мишеней в культуре. В ближайшем будущем они планируют провести эксперименты на животных моделях.
Статья Marian H. Hettiaratchi et al. Heparin microparticle effects on presentation and bioactivity of bone morphogenetic protein-2 опубликована в журнале Biomaterials.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Georgia Institute of Technology:
Engineering a Better Way to Rebuild Bone Inside the Body.
02.06.2014