Учёные из Университета Цюриха разработали гидрогелевый имплантат, который может изменить подход к восстановлению костей. Новый материал на 97% состоит из воды и по консистенции напоминает желе, но при этом способен формировать прочные структуры, повторяющие внутреннюю архитектуру кости.
Традиционно при тяжёлых переломах и удалении костных опухолей врачи используют либо аутотрансплантаты (собственную кость пациента), либо металлические и керамические имплантаты. Первый вариант требует дополнительной операции, второй — слишком жёсткий по сравнению с естественной костью и со временем может расшатываться.
Новая разработка предлагает иной путь: вместо жёсткой «заплатки» — временную биосовместимую структуру, которая работает вместе с организмом. Гель можно «печатать» лазером с точностью до 500 нанометров — это тоньше человеческого волоса — и с рекордной скоростью до 400 мм/с.
Гидрогель имитирует раннюю стадию естественного заживления. Когда кость ломается, сначала образуется мягкий каркас — гематома с сетью фибрина, куда мигрируют клетки восстановления. Только позже эта структура превращается в твёрдую ткань. Швейцарские исследователи добавили в гель специальные молекулы: одна связывает полимерные цепи, другая активируется светом. Под действием лазера материал мгновенно твердеет в нужных точках, а неосвещённые участки остаются мягкими и удаляются.
В лабораторных тестах костные клетки активно заселяли напечатанную структуру и начинали вырабатывать коллаген — ключевой компонент костной ткани. Материал уже запатентован, а следующим шагом станут испытания на животных совместно с AO Research Institute Davos.