Исследователи из Университета штата Сан-Паулу в Бразилии разработали биоматериал, который ускоряет дифференцировку остеобластов — костных клеток. Изобретение может быть использовано в будущем при регенерации костей, создании костных трансплантов и восстановлении зубных имплантатов, отмечают разработчики, пишет «Хайтек».
Материал представляет собой легированный кобальтом монетит. Это соединение фосфата кальция, структура которого аналогична минералу человеческой кости. Монетит содержит кальций, водород, кислород и фосфор. Он имеет множество биомедицинских применений, включая покрытия для протезов и инъекционный костный цемент.
Бразильские ученые добавили в материал кобальт, который играет ключевую роль в дифференцировке остеобластов. Еще в 2014 году исследователи показали, что эндотелиальные клетки, выстилающие кровеносные сосуды, стимулируют дифференцировку остеобластов и что рост кровеносных сосудов и остеогенез, связаны с молекулярными помехами между эндотелиальными и остеобластическими клетками.
Основываясь на этих выводах, исследователи изучили молекулы, которые способствовали росту кровеносных сосудов, оказывая косвенное воздействие на дифференцировку остеобластов. В серии экспериментов они выбрали хлорид кобальта, который способствует гипоксии и заставляет организм увеличивать количество кровеносных сосудов, пытаясь восполнить недостаток кислорода.
«Впервые наши данные предоставили достаточные доказательства, основанные на гипоксии, что у нас может быть новый биомиметический материал, способный регенерировать костную ткань», — сказал профессор IBB-UNESP и соавтор исследования Виллиан Фернандо Замбуцци.
В современной трансплантологии для пациентов с переломами или требующих резекции (удаления) опухоли, а также зубных протезов обычно используются костные фрагменты, взятые у самих пациентов. Но этот метод требует проведения операции для получения аутогенного материала с риском заражения и длительного выздоровления. Искусственный материал со временем сможет безопасно заменить такую процедуру, считают исследователи.