Команда инженеров-биомедиков из Пенсильванского университета (США), работая в тесном сотрудничестве с хирургами-ортопедами, создала уникальный материал под названием CitraBoneQMg. Это имплантируемый биоразлагаемый каркас, который вживляется в тело, помогает кости зажить, а затем постепенно растворяется, не требуя повторной операции. Он изготовлен из смеси магния, глутамина и лимонной кислоты. Данные об имплантате ученые опубликовали в научном журнале Science Advances.
Объединив магний и глутамин (они естественно присутствуют в нашем организме и в пище) с лимонной кислотой, исследователи обнаружили, что эти компоненты работают вместе, способствуя росту костей из-за усиления внутриклеточного энергетического метаболизма.
Если немного упростить, то можно представить наши костные клетки в роли маленьких строителей, которым нужна энергия для работы. CitraBoneQMg поставляет им своего рода «энергетический напиток». Молекулы магния и глутамина, взаимодействуя с лимонной кислотой, одновременно регулируют два ключевых энергетических пути внутри клеток — AMPK и mTORC1. Эти пути действуют как внутренние системы контроля, которые управляют расходом энергии в клетке. Благодаря этому они получают достаточно сил, чтобы активно расти и дифференцироваться (превращаться) в новую костную ткань.
Среди преимуществ CitraBoneQMg уже выделяют следующие:
- В отличие от лекарств, принимаемых внутрь (когда лишь малая часть вещества доходит до поврежденного места), каркас высвобождает питательные молекулы прямо в область перелома, обеспечивая максимальный эффект.
- Наряду с быстрым ростом костной ткани наблюдается регенерация нервов.
- Полимерный каркас обладает уникальными фотолюминесцентными (может светиться при определенном освещении) и фотоакустическими свойствами. Это означает, что после имплантации его можно легко увидеть и отслеживать в организме, контролируя процесс заживления.
Чтобы проверить эффективность CitraBoneQMg, исследователи вживили экспериментальный каркас в поврежденные кости черепа крыс. Затем они сравнили, как быстро росла кость у крыс с CitraBoneQMg и тех, которым вживили каркас только на основе лимонной кислоты или традиционный костный материал. Результаты были поразительными: всего через 12 недель CitraBoneQMg увеличил рост костной ткани вокруг травмы на 56% по сравнению с каркасом на основе лимонной кислоты и на целых 185% по сравнению с традиционным костным материалом.
Эти данные открывают новые горизонты в области ортопедии и биомедицинской инженерии, предлагая более эффективный, естественный и контролируемый способ восстановления сложных переломов.
Ранее Наука Mail рассказывала, что, по данным ученых, витамин D3 может замедлять процессы клеточного старения.
