«Воссоздание нормальной электрической среды»: учёные создали протез для восстановления повреждённых нервных тканей

Учёные Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий Томского политеха совместно с коллегами из МГУ им. Ломоносова и Научного центра биотехнологии РАН разработали магнитные устройства для восстановления повреждённых нервных тканей после травмы. Изобретение способно помочь пациентам с повреждениями периферических нервов. Об этом RT сообщила пресс-служба Минобрнауки России. Результаты исследования опубликованы в журналах ACS Applied Bio Materials и Materials Today Bio.  

Напомним, повреждение нервов — один из самых тяжёлых и часто встречающихся видов травм, который сопровождается расстройствами двигательной и чувствительной функции. При этом восстановление повреждённых нервных тканей — большая проблема из-за низкой регенерации нейронов.

В настоящее время такие травмы лечатся только с помощью хирургического вмешательства и трансплантации нервов. Однако у этого метода есть ряд недостатков: нехватка доноров, необходимость повторной операции и т. д.

В качестве альтернативы сегодня всё активнее предлагаются кондуиты — протезы из биосовместимых материалов, которые имплантируются в место повреждения. Они выступают в роли опоры, на которую могут нарасти нервные ткани пациента. Таким образом, со временем организм сам залечивает травму, а кондуит постепенно рассасывается, не причиняя вреда.

• Gettyimages.ru

Авторы нового исследования предлагают использовать для создания таких имплантов не просто биосовместимые, но ещё и электроактивные материалы. Дело в том, что дозированная электростимуляция ускоряет регенерацию тканей, в том числе нервных. Учёные решили применить этот эффект для восстановления после травм. Они создали кондуит на основе полимера, обладающего пьезоэлектрическими свойствами. В таких материалах механические деформации преобразуются в электрические импульсы.

У разработанного проводника высокопористая микроволокнистая структура, которая имитирует внеклеточный матрикс нервов. Она направляет рост нервной ткани вдоль волокон и обеспечивает транспорт питательных веществ и продуктов метаболизма к нерву и от него. Этот материал не только биосовместим, он стимулирует процессы регенерации нервной ткани.

Также по теме

«Металлический трикотаж»: российский учёный — о разработке искусственных сосудов для имплантации

Российские учёные из ТГУ разрабатывают новые искусственные сосуды, которые можно будет применять для замены утраченных кровеносных...

«Мы дополнили проводник биосовместимыми наночастицами магнетита, «зашитыми» внутри волокон. Они, колеблясь в магнитном поле внутри полимерных волокон, способны оказывать непосредственную магнитомеханическую стимуляцию нервной ткани во внешнем магнитном поле. Также в магнитном поле магнетит механически воздействует на полимер, тем самым активируя пьезоэлектрический отклик», — рассказала RT инженер-исследователь Научно-исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» ТПУ Лада Шлапакова.

Кондуит представляет собой полую трубку, которая имплантируется в область травмы. В ходе операции в устройство вставляются концы повреждённого нерва, который впоследствии восстанавливается. Затем кондуит растворяется в организме — и остаётся только восстановленный нерв.

• Gettyimages.ru

Учёные провели лабораторные эксперименты in vitro и in vivo — на клеточной культуре и на крысах. Опыты увенчались успехом: нервная проводимость в тканях грызунов восстановилась.

«Нейронная сеть высокочувствительна к внешним электрическим полям, мы полагаем, что воссоздание нормальной электрической среды за счёт имплантации электроактивного биоматериала обеспечивает эффективную терапию повреждений периферических нервов», — отметила ведущий научный сотрудник научно-исследовательского центра «Физическое материаловедение и композитные материалы» ТПУ Мария Сурменева.

В будущем учёные планируют усовершенствовать волокнистую структуру кондуитов, улучшить их физико-химические свойства и оптимизировать беспроводные способы электростимуляции.