Растительный полимер лигнин, который придает прочность деревьям, может помочь людям восстанавливать сломанные кости. К такому выводу пришли исследователи из Еврейского университета в Иерусалиме. Результаты работы опубликованы в журнале ACS Biomaterials Science & Engineering.
Лигнин давно известен своими антиоксидантными и антибактериальными свойствами, однако его применение в регенеративной медицине оставалось ограниченным из‑за сложной и вариативной структуры. Чтобы обойти эту проблему, исследователи выделили из сорго две разные формы лигнина и проверили их эффективность — как по отдельности, так и в сочетании с кремнеземом, еще одним природным компонентом растительных тканей.
Эксперименты показали многообещающие результаты. Одна из форм лигнина, богатая фенольными гидроксильными группами, стала эффективной основой для формирования гидроксиапатита — минерала, придающего прочность костям и зубам. В течение двух недель на материале начинал накапливаться кальций, затем присоединялся фосфор, а за четыре недели на поверхности постепенно вырастали кристаллы, напоминающие костную ткань. При этом сам материал постепенно разрушался в физиологических условиях — это важное свойство для каркасов, которые должны замещаться новообразованной костью.
Наши результаты показывают, что лигнин природного происхождения может стать устойчивой платформой, которая не только поддерживает минерализацию костной ткани, но и создает среду, в которой могут активно развиваться клетки, формирующие костную ткань
Ученые проверили, как на материал реагируют живые клетки. Оказалось, что при нужных концентрациях лигнин не только безопасен для организма, но и стимулирует рост преостеобластов — клеток, отвечающих за формирование новой кости. Композиты лигнина с кремнеземом продемонстрировали улучшенную способность к разложению и хорошее взаимодействие с клетками, что делает их особенно перспективными.
Помимо медицинского потенциала, работа открывает путь к более экологичным технологиям: лигнин — возобновляемый побочный продукт сельского хозяйства и бумажной промышленности. Его использование может снизить зависимость от материалов животного происхождения и синтетических аналогов. Для применения в клинике потребуются дополнительные исследования, в том числе на животных, полученные данные служат важным доказательством концепции: растительные биоматериалы способны не просто заменять традиционные трансплантаты, но и активно участвовать в процессе заживления.
Ранее Наука Mail рассказывала, что создан полимер из клеточных стенок растений.