Бактерии и текстильные волокна для заживления костей

Новая докторская диссертация из Университета Буроса (Швеция) представляет прогресс в области заживления костей без необходимости пересадки костной ткани из других частей тела. Исследование посвящено использованию бактерий для производства волокон, способствующих восстановлению костей.

Доктор полимерных технологий Сабрина Копф исследовала особый тип биопластика — полигидроксиалканоаты (PHA), производимые бактериями.

Идея и метод

Идея заключается в использовании этих волокон в текстильных структурах для поддержки заживления при обширных дефектах костной ткани. Поскольку костным клеткам для регенерации необходим субстрат для прикрепления, а они распознают вещество фосфат кальция, именно его добавили к волокнам.

Основной сложностью была переработка PHA в волокна на имеющемся лабораторном оборудовании. Методом плавления пластика и продавливания его через отверстие (аналогично изготовлению спагетти) удалось получить волокна. Их затем тестировали с костными клетками на биосовместимость.

Результаты

• Удалось получить волокна, по прочности сопоставимые с костью.
• Из волокон были созданы простые вязаные и тканые текстильные структуры.
• Костные клетки успешно прикреплялись к поверхности материала и выглядели здоровыми, что является хорошим признаком.

Актуальность и потенциал

Кость — вторая по частоте пересаживаемая ткань в мире после крови, что указывает на высокую потребность в материалах для ее замены. Сегодня часто используют аутотрансплантат (кость самого пациента, например, из таза), что ограничивает доступный объем и сопряжено с риском осложнений в месте забора. Синтетические материалы, такие как волокна PHA, могут стать решением этой проблемы.

Экологичность

Волокна PHA экологичны: их можно производить из остаточных продуктов, и они полностью биодеградируют в любой среде, не превращаясь в микропластик. Это делает их устойчивой альтернативой для будущего.

По словам Сабрины Копф, результаты проекта — это небольшой шаг вперед в биомедицинских исследованиях, который может вдохновить других ученых на изучение потенциала текстиля в медицинских приложениях. Эта работа соответствует целям устойчивого развития ООН, поскольку PHA и продукты на его основе биоразлагаемы и не оказывают негативного воздействия на окружающую среду.