29 листопада, 2023
Каркас, який зменшує вплив бактеріальної інфекції та прискорює загоєння кісток
Лікування кісткових інфекцій і забезпечення відновлення кісток є однією з найбільших глобальних проблем сучасної ортопедії, яка ускладнюється ризиками протимікробної резистентності через тривале лікування антибіотиками та виснажливі великі кісткові дефекти після видалення інфікованої тканини. Ідеальне багатогранне рішення викорінить бактеріальну інфекцію без тривалого застосування антибіотиків, одночасно стимулюючи остеогенез і ангіогенез.
Науковці з Університету медицини і наук про здоров’я RCSI (Ірландія) та дослідницького центру передових матеріалів і біоінженерії (AMBER) розробили новий хірургічний імплантат, який має потенціал для лікування складних інфекцій кісток. При імплантації на травмовану або інфіковану кістку матеріал може не тільки прискорити загоєння, але і зменшити ризик інфекцій без використання традиційних антибіотиків. Нещодавно опублікована стаття в журналі Advanced Materials розглядає складну клінічну проблему кісткової інфекції або остеомієліту, яка щороку вражає приблизно одну із 5000 осіб у США.
Коли кістка інфікована, пріоритетом є її швидке загоєння. Стандартне клінічне лікування, що включає кілька тижнів із застосуванням антибіотиків і часто видаленням інфікованої частини кісткової тканини, може бути повільним. Близько половини таких заражень спричинені MRSA, і тривале лікування антибіотиками підвищує ризик того, що інфекції стають толерантними до методів лікування, що ускладнює контроль над ними. Метицилінрезистентний Staphylococcus aureus (MRSA) – це група грампозитивних бактерій, які генетично відрізняються від інших штамів Staphylococcus aureus. У 2019 році він спричинив понад 100 000 смертей у всьому світі через стійкість до антимікробних препаратів.
Щоби допомогти пацієнтам добре зцілюватися, дослідники з RCSI створили колагеновий каркас для кістки. Також у нього додали крихітні наночастинки міді, які, як відомо, знищують бактерії, які викликають більшість інфекцій. Крім того, вони використали специфічну генетичну молекулу, інгібітор мікроРНК-138 для стимуляції утворення нової кістки в місці імплантації матеріалу. Це перший у своєму роді імплантат, який поєднує в собі різні рішення для стимулювання відростання кісток і боротьби з інфекціями.
У дослідженні описують, як доклінічні лабораторні тести показали, що імплантовані каркаси з наночастинками міді та мікроРНК можуть стимулювати відновлення кісток впродовж двох тижнів, крім того, каркас зупинив 80 % потенційно шкідливих бактерій від прикріплення до місця ураження. Також побачили, що імплантати стимулюють кровопостачання клітин на каркасі, що є вирішальним для здоров’я та життєздатності новоутвореної структури.
Джерело: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202307639