Используя кости, полученные от коров, группа ученых утверждает, что разработала новый материал для костного трансплантата, который может помочь сломанным и поврежденным костям расти с минимальными неблагоприятными реакциями организма.

Ученые, чья процедура подробно описана в PLOS ONE, опробовали улучшенные костные трансплантаты на крысах и мышах и обнаружили, что они способствуют быстрому заживлению травм и переломов костей.

Что еще более интересно, ученые отметили, что их модель на мышах показала, что их недавно разработанные костные трансплантаты хорошо приживались и не вызывали особых неблагоприятных осложнений для иммунной системы животных.

Доктор Али Аль Каббани с кафедры стоматологического и черепно-лицевого здоровья Университета Шарджи, возглавлявший команду, сказал: «Результат был достигнут благодаря нашей новой процедуре лечения костей, которая помогла удалить клетки, ДНК и вещества, которые могут вызывать нежелательные/ побочные реакции у хозяев.

«Мы проверили у животных биологические параметры, такие как количество лейкоцитов, размер селезенки, а также изменения печени и почек. Мы обнаружили, что наши костные трансплантаты не причинили никакого вреда внутренним органам при тестировании на животных».

Переломы, вызванные заболеваниями костей, поражают миллионы людей, и их лечение представляет собой тяжелое финансовое бремя для государственных бюджетов здравоохранения.

Сообщается, что ежегодно около 1,5 миллиона человек страдают от переломов костей . Проблема заболеваний костей обостряется с возрастом и сильнее всего бьет по женщинам. В Соединенных Штатах примерно 4 из 10 женщин в возрасте 50 лет и старше страдают от переломов бедра, позвоночника или запястья.

Искусству лечения костных дефектов насчитывает по меньшей мере 3000 лет, когда люди начали использовать палки и металлы, среди прочего, для заполнения костных дефектов с разной степенью успеха. В настоящее время хирурги в основном полагаются на синтетические костные трансплантаты, которые для лечения производятся искусственно.

Однако научные данные показали, что ни один синтетический материал не может заменить сложную структуру человеческой костной ткани, по словам соавтора профессора А.Р. Самсудина из кафедры наук о здоровье полости рта и черепно-лицевой области Университета Шарджи.

«У нас остались только костные ткани животных, которые, кажется, имеют близкое сходство с костями человека. Эта возможность поставила перед нами задачу исследовать и обрабатывать кости коров и сделать процедуры костной пластики максимально безопасными для использования в качестве замены человеческих костей».

Доктор Каббани сказал: «Исследование проводилось в несколько этапов. На первом этапе от коров были получены бычьи кости. Кости были разрезаны на меньшие размеры и обработаны различными химикатами для удаления определенных компонентов, которые могут вызвать проблемы/осложнения у людей. Этот шаг был важен, поскольку он гарантировал, что кости будут безопасными и пригодными для медицинского использования.

«Затем образцы костей были высушены в лиофилизаторе для полного удаления содержания воды и стерилизованы гамма-излучением, отправлены в Агентство атомных исследований Иордании. Стерилизация образцов костей очень важна для удаления всего присутствия микробов. помогают предотвратить инфекции, когда эти кости проверяются на людях».

Затем костные трансплантаты были подвергнуты различным физическим испытаниям, чтобы доказать, что они достаточно прочны, чтобы выдержать нагрузку после имплантации в места повреждения костей, и гарантировать, что они могут эффективно поддерживать и облегчать процесс заживления, не ломаясь и не ослабляясь под давлением.

Чтобы установить, что обработанные костные трансплантаты будут восприниматься организмом человека, авторы проверили, как на них отреагировали клетки, аналогичные человеческому организму.

Доктор Каббани отметил: «Наши костные трансплантаты оказались благоприятными для роста клеток, поскольку они очень пористые и имеют шероховатую поверхность. Клетки предпочитали такую ​​среду, потому что она давала им достаточно места для общения и хорошего роста.

«Мы обнаружили, что клеткам нравится образовывать колонии в наших костных трансплантатах и ​​счастливо расти. Это важное открытие, потому что идеальный материал костного трансплантата должен хорошо подходить для роста клеток и их работоспособности, что является важной особенностью, способствующей заживлению кости».

Основная цель исследования, пишут авторы, заключалась в том, чтобы «сравнить способность деминерализованных (DMB) и децеллюляризированных (DCC) костных гранул крупного рогатого скота поддерживать регенерацию кости при критических размерах дефектов свода черепа крыс. DMB и DCC были приготовлены с использованием ранее опубликованный метод».

Одним из важных шагов в исследовании было тестирование костных трансплантатов путем введения их в тело животного, прежде чем их можно было использовать на людях, для чего авторы использовали мышей и крыс.

У крыс ученые обнаружили, что их костные трансплантаты хорошо приживаются и способствуют быстрому заживлению ран. На мышах они обнаружили, что костные трансплантаты не вызывают серьезных побочных реакций на иммунную систему животных.

«Это было достигнуто, потому что наша новая процедура лечения костей помогла удалить клетки, ДНК и вещества, которые могли вызвать нежелательные/побочные реакции у хозяев», — сказал доктор Каббани.

Отвечая на вопрос о значении исследования и его практическом значении, соавтор и профессор биологии полости рта Саусан Аль Кавас из Университета Шарджи сказал: «Основная идея заключалась в создании нового костного материала, который можно использовать в качестве заменителя кости при лечении потери костной массы. из-за травм, которые могут способствовать быстрому заживлению костей и быстрому выздоровлению.

«Наш новый костный трансплантат безопасен для использования человеком и отличается от коммерчески доступных материалов в мире. После тестирования этого нового биоматериала мы подали заявку на патент в США на имя Университета Шарджи.

«Наше исследование объясняет метод удаления клеток из костного материала, сохраняя при этом его важную структуру. Мы сравнили два способа сделать это. Один метод, называемый деминерализацией (DMB), удалил некоторые клетки, но оставил некоторый генетический материал.

«Другой метод, называемый децеллюляризацией (DCC), удалил больше клеток и генетического материала, но сохранил некоторые важные части кости нетронутыми. Этот метод DCC казался более безопасным для будущего использования при трансплантации, поскольку он вызывал меньше реакций в организме».

Профессор Самсудин с оптимизмом отозвался о результатах исследования и коммерциализации результатов, которые, по его словам, показывают, что «наш новый материал для костного трансплантата способствовал росту новой кости и вызывал меньше побочных реакций в организме при тестировании на мышах и крысах.

«Наш костный трансплантат из биоматериала помог вырасти большему количеству новых костей у крыс с серьезными травмами костей. Что еще более важно, мы обнаружили, что наша специальная гранула, называемая децеллюляризированной (DCC), обладает замечательной способностью помогать костям лучше заживать, особенно при серьезных травмах». »

Доктор Агила Рани, соавтор и член исследовательской группы по заживлению ран и диагностике полости рта Университета Шарджи, сказала, что результаты исследования подтвердили, что «наши костные трансплантаты не только безопасны, но и невероятно устойчивы. Наши результаты подчеркивают важность Тщательных методов обработки при разработке эффективных костных трансплантатов.

«Устраняя потенциальные осложнения и оптимизируя методы обработки, мы прокладываем путь к успешной и надежной терапии регенерации кости, способной противостоять требованиям повседневной жизни».

Научно-исследовательский институт медицинских и медицинских наук Университета Шарджи в настоящее время ищет партнера в фармацевтической промышленности для разработки плана по производству технологии костной трансплантации, которую авторы разработали, в больших масштабах.