Ученые соединили вместе два вида шелка и получили материал, оптимальный для регенерации нервов. Данная разработка открывает новые возможности в лечении травм. Рассказываем об изобретении подробнее
Ученые двух медицинских вузов в Вене и Оксфорде впервые попробовали объединить два разных вида шелка для медицинских целей: тутового шелкопряда Bombyx mori и австралийского паука Trichonephila edulis. Так получился новый материал. Результаты эксперимента опубликовали в журнале Advanced Healthcare Materials.
Как получили новый материал и для чего
Когда волокна периферической нервной системы (все, что за пределами мозга) повреждены, есть два варианта восстановления. Первый и пока более популярный — путем аутотрансплантации, то есть «пересадки нервов». Поврежденный участок заменяют волокнами из другого места, например, икры на ноге, где чувствительность не так важна, как на поврежденном органе. Но нет стопроцентной гарантии, что операция и восстановление пройдут успешно. Второй вариант — синтетические полые трубки, в которых будут расти новые клетки. Но существующие нервные проводники подходят только для коротких разрывов.
Ученым было важно найти новый материал для регенерации нервов в случае больших травм, где важен каркас. Оказалось, что два вида шелка как раз могут дать клеткам необходимую поддержку.
Свойства, которые дополняют друг друга
Два эластичных материала дали новому композиту особые характеристики: фиброин шелкопряда способствует росту здоровых клеток и хорошей регенерации, а шелк паука отличается высокой прочностью. На основе этих двух материалов создали трубку с проводником внутри. Стенки сделали из нитей шелкопрядов, полость трубки канала заполнили паутиной, которая задает направление и выполняет для нервных клеток роль перил.
Новый проводник испытали в действии на крысах. Животным перерезали седалищный нерв — получился большой разрыв длиной в 1 см. После операции нервы быстро привыкли к шелковому проводнику, стали расти по трубке вдоль нитей со скоростью примерно 1,1 мм в сутки и в конце концов соединились.
Также исследование показало, что оба вида шелка в совокупности важны для регенерации нервов. Когда использовали только шелковые трубки, без нитей внутри, волокна росли медленнее и более хаотично.
Конечно, в медицине есть синтетические аналоги, но преимущества натуральных материалов очевидны. Они биоразлагаемы, при тестировании на животных практически не вызывают иммунного ответа — то есть не распознаются организмом как чужеродные клетки. И в шелке нет дефицита: от паука за один раз можно получить до 10 м материала, этого хватит, чтобы заполнить трубку диаметром 10 мм.