Надихнувшись дивовижною здатністю морських огірків (голотурій) змінювати жорсткість свого тіла, дослідники з Університету Ватерлоо розробили гель, який у майбутньому може допомогти у відновленні пошкоджених сухожиль та інших м'яких тканин, не залишаючи після себе сторонніх матеріалів.
Цей насичений водою матеріал, званий гідрогелем, служить тимчасовою опорною структурою: він підтримує зростання нових тканин, поступово руйнуючись. Подібно до морських огірків, що послужили джерелом натхнення, цей гель може ставати більш м'яким або більш жорстким, що дозволяє використовувати його для підтримки процесів загоєння різних тканин в організмі.
"Для різних м'яких тканин потрібні різні опорні каркаси", — пояснює доктор Їмін Ву, професор машинобудування в Університеті Ватерлоо, де проводилося дослідження. "Матеріал, який застосовується, наприклад, поряд з м'якими тканинами головного мозку, повинен мати інші властивості, ніж той, що використовується для відновлення міцного сухожилля."
Після майже чотирьох років досліджень міжнародна група вчених провела доклінічні випробування гелю на щурах, які дали перспективні результати. У тварин із пошкодженими сухожиллями, при лікуванні яких застосовувався гель, процес загоєння проходив успішніше, ніж у тих, кому наклали шви.
Стаття про це дослідження була опублікована в журналі Advanced Functional Materials.
Результати показали, що гель сприяв зростанню нової, більш упорядкованої тканини. У міру загоєння сухожиль гель поступово розщеплювався і приблизно через вісім тижнів повністю засвоювався організмом.
Крім того, було зазначено, що відновлені сухожилля виявилися якіснішими порівняно з тими, де використовувалися тільки шви; це вказує на те, що цей матеріал може сприяти більш ефективному загоєнню.
"Отримані результати нас дуже надихнули", - говорить доктор Ючао Тен, який керував проєктом під керівництвом професора Ву. "Матеріал не просто добре впорався зі своїм завданням: відбулося відновлення сухожилля з формуванням більш впорядкованої нової тканини, а його функціональні характеристики стали зіставні зі здоровим сухожиллям."
Для створення гелю дослідники спочатку заморожують матеріал, щоби сформувати його внутрішню структуру. Потім його поміщають у спеціально підготовлені сольові розчини, які дозволяють регулювати його жорсткість - робити його більш м'яким або твердим залежно від того, для підтримки якої тканини він призначений.
Завдяки можливості такої адаптації гель у майбутньому може знайти застосування при відновленні різних тканин, включаючи м'язи, хрящі, шкіру і навіть делікатні тканини головного мозку та інших органів. З усім тим, необхідні подальші дослідження, щоб підтвердити, чи може цей матеріал безпечно та ефективно сприяти загоєнню у різних частинах організму. Ву та Тен подали заявки на два патенти, пов'язані з їх розробкою, і створили компанію для її комерціалізації. Подальші етапи роботи включають тестування на більших тваринах, а в перспективі — клінічні випробування.
