Ученые создали новый «биокооперативный» материал на основе крови, который, как было доказано, успешно восстанавливает кости, открывая путь к персонализированным регенеративным продуктам крови, которые можно использовать в качестве эффективных методов лечения травм и болезней.

Исследователи из школ фармацевтики и химической инженерии Ноттингемского университета использовали пептидные молекулы, которые могут управлять ключевыми процессами, происходящими во время естественного заживления тканей, для создания живых материалов, усиливающих регенерацию тканей. Исследование опубликовано в Расширенные материалы.

Большинство тканей нашего тела эволюционировали, чтобы регенерировать разрывы и переломы с поразительной эффективностью, пока они небольшого размера. Этот процесс исцеления очень сложен. На начальных стадиях жидкая кровь образует твердую регенеративную гематому (РГ), богатую и живую микросреду, включающую ключевые клетки, макромолекулы и факторы, которые управляют регенерацией.

Команда разработала методологию самосборки, при которой синтетические пептиды смешиваются с цельной кровью, взятой у пациента, для создания материала, который использует ключевые молекулы, клетки и механизмы естественного процесса заживления. Таким образом, стало возможным создать регенеративные материалы, способные не только имитировать естественную относительную влажность, но и улучшать ее структурные и функциональные свойства.

Эти материалы можно легко собирать, манипулировать ими и даже печатать на 3D-принтере, сохраняя при этом нормальные функции естественного резус-фактора, такие как нормальное поведение тромбоцитов, выработка факторов роста и рекрутирование соответствующих клеток, важных для заживления. С помощью этого метода команда продемонстрировала возможность успешного восстановления костей на животных моделях с использованием собственной крови животных.

Альваро Мата, профессор биомедицинской инженерии и биоматериалов на фармацевтическом факультете и кафедре химической и экологической инженерии Ноттингемского университета и руководивший исследованием, сказал: «В течение многих лет ученые искали синтетические подходы к воссозданию естественная регенеративная среда, которая оказалась сложной из-за присущей ей сложности. Здесь мы попытались работать с биологией, а не воссоздавать ее.

«Этот «биокооперативный» подход открывает возможности для разработки регенеративных материалов путем использования и улучшения механизмов естественного процесса заживления. Другими словами, наш подход направлен на использование регенеративных механизмов, которые мы разработали, в качестве этапов производства для разработки регенеративных материалов».

Соавтором исследования является доктор Козимо Лигорио с инженерного факультета Ноттингемского университета. Он говорит: «Возможность легко и безопасно превращать человеческую кровь в высокорегенеративные имплантаты действительно впечатляет. Кровь практически бесплатна и ее можно легко получить от пациентов в относительно больших объемах.

«Наша цель — создать набор инструментов, к которому можно было бы легко получить доступ и который можно было бы использовать в клинических условиях для быстрого и безопасного преобразования крови пациентов в полноценные, доступные и настраиваемые регенеративные имплантаты».