Пластилин для восстановления костей: что показали испытания iHEÄLS

При сложной травме кость может раздробиться на множество мелких фрагментов. Хирургу приходится останавливать кровотечение, сохранять эти фрагменты и восстанавливать повреждённый участок. Неровная форма дефекта и влажная поверхность тканей осложняют работу.

Для таких ситуаций исследователи разрабатывают iHEÄLS — гидрогель, который по пластичности напоминает массу для лепки. Его можно сформовать и плотно заполнить полость сложной формы.

Материал создали совместно Гонконгский университет и команда Brigham and Women’s Hospital при Гарвардской медицинской школе. Результаты опубликованы в журнале Advanced Materials, а 15 октября университет рассказал о разработке.

Как устроен материал

В основе — поливиниловый спирт, желатин и нанокристаллы целлюлозы. Эти компоненты связаны между собой разными типами связей, формирующих единую сетчатую структуру. Такая конструкция позволяет материалу сочетать пластичность, механическую устойчивость и сцепление с тканями.

Гидрогель поддаётся формованию и прилегает к неровным краям костного дефекта. Он также способен восстанавливать собственную структуру после повреждения — это свойство называют самовосстановлением.

Что показали эксперименты

В доклинических исследованиях материал продемонстрировал несколько полезных свойств.

Во-первых, он помогал быстро останавливать кровотечение на повреждённых костных поверхностях.

Во-вторых, удерживал небольшие костные фрагменты внутри дефекта. Исследователи сочетали гидрогель с собственной костной тканью: пластичная масса вмещала фрагменты и помогала их стабилизировать.

В-третьих, такая комбинация поддерживала образование новой кости. В исследовании использовали экспериментальную модель дефекта костей свода черепа.

Исследователи также изучили разложение материала и его взаимодействие с тканями. По сообщению университета, процесс разложения был совместим с восстановлением тканей, а в доклинических опытах не обнаружили явной неблагоприятной тканевой реакции.

Где это может пригодиться

Исследователи рассматривают iHEÄLS как возможный материал для реконструкции после тяжёлых травм лица, черепа и челюстей. Особенно интересны ситуации, когда нужно сохранить множество небольших костных фрагментов и заполнить дефект неправильной формы.

Ценность подхода — в сочетании нескольких функций: остановки кровотечения, удержания фрагментов и поддержки роста костной ткани.

При этом способность гидрогеля заменить металлические пластины и винты у пациентов пока не доказана. Заполнение костного дефекта и надёжная фиксация перелома под нагрузкой требуют разных проверок.

Разработка остаётся на доклинической стадии. До применения у людей необходимо установить её безопасность и эффективность, проверить надёжность в предполагаемых условиях использования и пройти регуляторную оценку. Сроков появления материала в больницах авторы не называют.