Остеопороз, переломы и повреждения костей, артрит. Какова бы ни была причина – травма, болезнь или возраст – взрослый организм не может полностью восстановить кость, но, может быть, это удастся науке? Ученые Университета штата Северная Дакота (North Dakota State University), Фарго, добились крупного успеха в тканевой инженерии, создав подложки, способные привести к разработке методов полноценной регенерации кости. Опубликованная в журнале Journal of Biomedical Materials Research Part A статья доктора Калпаны Катти (Kalpana Katti) и ее коллег описывает новый метод использования наноразмерных глин для создания подложек для минерализации гидроксиапатита, имитирующей процесс биоминерализации, протекающий в естественной костной ткани.

Разработанные учеными 3-D ячеистые подложки состоят из биоразлагаемых материалов совместимых с человеческими тканями. Ко времени образования клетками костной ткани подложка разрушается. Как доказали эксперименты, наноглины улучшают механические свойства подложки, позволяя ей выдерживать нагрузку в период образования кости, и придают ей полезные биологические свойства.

«Кроме того, биоминерализованные наноглины придают подложкам остеогенные свойства, способствующие росту кости. Очень хотелось бы сказать о нашем открытии «Эврика!», но это было методичное изучение моделей, показавшее, что модифицированные аминокислотами наноглины являются пригодным для использования новым наноматериалом», – скромно отзывается о своей работе доктор Катти, заслуженный профессор гражданской инженерии NDSU.

В своей статье доктор Катти и ее коллеги сообщают, что наноглины опосредуют дифференцировку человеческих мезенхимальных стволовых клеток в клетки костной ткани и рост кости. Для изменения структуры глины ученые использовали аминокислоты – строительные блоки всего живого, – и модифицированные наноглины стимулировали рост новой костной ткани. Кроме того, в процессе ее выращивания использовались биореакторы, имитирующие ток крови и жидкостей в организме человека.

Группа доктора Катти является пионером в области использования наноглин в регенерации кости. С 2008 года ученые опубликовали ряд статьей в журналах Biomedical Materials, ASME Journal of Nanotechnology for Engineering and Medicine, Materials Science and Engineering: C.

Инженерия костной ткани – перспективное направление регенеративной медицины. По данным Национальных институтов здоровья США (National Institutes of Health), ежегодно в стране проводится эндопротезирование тазобедренного или коленного суставов более чем миллиону американцев. Старение населения, ортопедические травмы участников военных конфликтов и такие заболевания, как остеопороз и артрит, свидетельствуют о большой потребности в биоинженерной костной ткани и необходимости скорейшей разработки новых методов ее получения. Биоразлагаемые биосовместимые остеогенные подложки доктора Катти могут сыграть значительную роль в будущем развитии этой области регенеративной медицины.