Нове дослідження, опубліковане в журналі PubMed Central, показало, що кератин, структурний білок, що отримується з вовни, може підтримувати регенерацію кісткової тканини у живих тварин. Отримана кісткова тканина більше відповідала здоровій природній кістці, ніж колаген, який нині вважається стандартним матеріалом для таких процедур.
Дослідники з Королівського коледжу Лондона протестували кератин, отриманий із вовни, на тваринних моделях і виявили, що він може скеровувати зростання нової кісткової тканини у пошкоджених областях. Результати показують, що цей матеріал може стати перспективною альтернативою для регенеративної медицини та стоматологічних процедур.
"Ми дуже раді вперше показати, як матеріал на основі вовни був успішно протестований на живій тварині для відновлення кісток", - сказав доктор Шериф Ельшаркаві з факультету стоматології, щелепно-лицьової хірургії Королівського коледжу.
Дослідники також наголосили на перевагах матеріалу з погляду екологічності. Вовна - це природний матеріал, який часто викидається як відходи в сільському господарстві, що робить кератин відновлюваним і масштабованим варіантом для медичного застосування.
Довгострокова роль колагену у відновленні кісток
Протягом багатьох років колаген широко використовувався як каркас у регенеративній медицині та стоматології. Він діє як захисний бар'єр, що запобігає порушенню загоєння м'якими тканинами й дозволяє відновлювати кістки в пошкоджених областях.
Попри широке застосування, колаген має низку недоліків. Цей матеріал відносно слабкий і може занадто швидко руйнуватися, особливо в ситуаціях, коли кістка, що гоїться, повинна витримувати тиск або вагу. Вилучення колагену також може бути дорогим та технічно складним процесом.
"З погляду досліджень це важлива віха. Вона позиціює кератин як потенційно новий клас регенеративних біоматеріалів, здатних кинути виклик давній залежності від колагену", - сказав Ельшаркаві.
Для вивчення альтернатив дослідники створили мембрани з кератину, витягнутого із вовни. Матеріал був підданий хімічній обробці для отримання стабільних та міцних каркасів, призначених для підтримки регенерації кісткової тканини.
Кератинові мембрани демонструють багатообіцяльні результати у лабораторних випробуваннях
Спочатку команда протестувала кератинові мембрани на клітинах кісткової тканини людини у лабораторії. Клітини успішно розмножувалися та демонстрували явні ознаки здорового розвитку кісткової тканини.
Потім дослідники імплантували мембрани щурам з дефектами черепа, досить великими, щоб вони не гоїлися самостійно. Протягом наступних тижнів команда спостерігала, як кератинові каркаси підтримували зростання кісткової тканини у пошкоджених ділянках.
Хоча колагенові мембрани загалом сприяли утворенню більшої кількості кісткової тканини, кератинові каркаси створювали більш організовану та структурно стабільну кісткову тканину. Волокна також були краще вирівняні та більше нагадували структуру здорової природної кістки.
Стабільне загоєння наближає кератин до застосування у людини
Кератинові мембрани також добре злилися з навколишніми тканинами й залишалися стабільними протягом всього процесу загоєння. Дослідники заявили, що ці якості є важливими для потенційного застосування в реальній медицині.
"Ми ефективно продемонстрували технологію на тваринній моделі, що робить це набагато більшим, ніж просто ранньою концепцією матеріалу. Це показує, що кератин може підтримувати регенерацію кісткової тканини в живій біологічній системі, що значно наближає технологію застосування у реальних пацієнтів", — сказав Ельшаркаві.
