Ученые из Университета Бата и Университета Кила разработали электрически активный трансплантируемый материал, представляющий собой целлюлозный композит, который можно использовать для восстановления клеток в головном и спинном мозге, что позволит улучшить возможность выздоровления пациентов с травмами нервной системы или нейродегенеративными заболеваниями.
Исследование, которое было опубликовано в журнале Cell Reports Physical Science, показало, что разработанный биоматериал можно использовать в качестве индивидуального «каркаса», в котором нервные стволовые клетки (НСК) могут быть прицельно доставлены к местам повреждений, что поможет в восстановлении и регенерации нейронов и связанных с ними тканей, что имеет ключевое значение для восстановления.
Команда ученых, состоящая из нейробиологов, химиков, инженеров считает, что разработанный ими материал обладает потенциалом для разработки новых методов лечения, которые позволят восстанавливать моторные, сенсорные и когнитивные функции у пациентов с последствиями травмы ЦНС или с наличием нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера. По статистике, миллионы людей в мире страдают от последствий травм головного или спинного мозга, лечение которых достаточно сложное.
Разработанный материал является композитным и сформирован из целлюлозы и пьезокерамических частиц ниобата калия натрия (KNN). Имплантаты «каркаса», созданные с помощью этого материала, выглядят как трубки, которые можно изготавливать индивидуально для каждого пациента.
Многофункциональная природа композита и наличие в составе целлюлозы обеспечивает ему структурную устойчивость.
Структура материала позволяет оптимально стимулировать рост клеток в определенном направлении — по мере их роста в спинном мозге — таким образом происходит восстановление и воссоединение поврежденных тканей, а также восстановление электрических путей, которые доставляют сигналы от мозга. Материал за счет пористой структуры имитирует трехмерную сеть и пространство для нормального роста новых клеток.
Материал также биоразлагаем ферментами, и он может раствориться в организме после того, как имплантат выполнит свою функцию.
Но наиболее важным свойством материала является наличие керамических микрочастиц, обладающих пьезоэлектрическими свойствами — то есть при воздействии стресса или движения они индуцируют электрический заряд, что стимулирует рост стволовых клеток.
Ученые планируют продолжить исследования для того, чтобы изучит биосовместимость материала и оптимизировать методы его изготовления.
