10 вересня, 2025
Учені представляють оригінальний біоактивний каркас для швидшого відновлення кістки – CitraBoneQMg
У більшості випадків переломи кісток зростаються природно за допомогою іммобілізації: гіпсу або ортезів. Але за тяжких чи складних ушкоджень лікарі змушені застосовувати імплантати або хірургічні конструкції. Сучасні матеріали виконують переважно механічну функцію, однак не завжди забезпечують повноцінну регенерацію кісткової тканини.
Дослідники з Університету штату Пенсильванія (США) повідомили про створення нового біорозкладного каркаса, який не лише заміщує дефект, а й активує власні механізми відновлення організму. Імплантат отримав назву CitraBoneQMg і складається з магнію, глутаміну та лимонної кислоти. Поєднання цих трьох компонентів формує своєрідний «рецепт загоєння кістки», що стимулює енергетичний обмін у клітинах та прискорює диференціацію стовбурових клітин у зрілі остеобласти.
Ключовим відкриттям стало те, що магній і глутамін у синергії з лимонною кислотою одночасно активують дві енергетичні сигнальні системи клітини – AMPK та mTORC1. Зазвичай вони працюють у протилежних напрямках, але новий каркас змусив їх взаємодіяти, забезпечуючи клітинам підвищений запас енергії для росту та формування кісткової тканини.
В експериментах на щурах із дефектами черепа через 12 тижнів CitraBoneQMg продемонстрував на 56 % більшу масу утворення кістки, ніж стандартні каркаси з однієї лише лимонної кислоти, і на 185 % більше, ніж традиційні імплантати.
Окрім відновлення кістки, у зоні імплантації відзначено додаткові ефекти: зменшення запалення та регенерацію нервових волокон, що має принципове значення для довготривалої стабільності і функціональності кістки. Такий комплексний вплив може радикально змінити підходи до лікування складних переломів і дефектів.
Важливим є і спосіб доставки активних молекул. Системне застосування харчових добавок магнію або глутаміну забезпечує лише невеликі концентрації в зоні ушкодження, тоді як локальна імплантація гарантує високий рівень біодоступності безпосередньо у вогнищі.
Матеріал виявив ще одну унікальну властивість: фотолюмінесцентні та фотоакустичні характеристики дозволяють відстежувати каркас за допомогою ультразвуку навіть у глибоких тканинах. Це відкриває можливості для динамічного моніторингу процесу остеорегенерації без необхідності інвазивних процедур.
Автори роботи, опублікованої у Science Advances, подали заявку на патент США. Вони співпрацюють із хірургами-ортопедами, щоб у майбутньому розпочати клінічні дослідження. Якщо результати підтвердяться в людей, CitraBoneQMg може стати важливим кроком до створення «розумних» імплантатів, що не тільки фіксують кістку, а й активно сприяють її загоєнню.
Джерело: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ady2862