Ученые создали наночастицу для улучшения лечения дефектов костной ткани

Команда ученых по биоматериалам и стоматологов Школы стоматологии UCLA разработала наночастицу, которая, по результатам первоначальных экспериментов на животных, может улучшить лечение костных дефектов.

Исследование опубликовано в журнале Science Advances.

Костные дефекты, вызванные травмой, инфекцией, остеопорозом или удалением опухолей, сложно поддаются лечению. Потребность в костных трансплантатах растет, отчасти из-за старения населения: травмы костей особенно распространены среди пожилых людей.

Стандартное лечение сегодня — костный трансплантат, который имеет риски осложнений: инфекции в месте забора ткани, кровотечения и повреждения нервов.

Исследователи обратили внимание на липосомы — крошечные сферические везикулы из природных липидов. Их используют с 1990-х для лечения рака и инфекций, а сейчас изучают для тканевой инженерии кости. Они могут доставлять в клетки питательные вещества и лекарства, но имеют недостатки: физическую нестабильность и сложность контроля высвобождения препарата.

Для повышения стабильности и усиления способности формировать кость ученые UCLA создали новый тип липосом — стеросомы (от слова "стероид"). При их производстве холестерин, ключевой компонент липосом, заменили на оксистерол — тип холестерина, играющий важную роль в развитии скелета и заживлении костей.

В тестах на мышах с костными дефектами стеросомы успешно активировали регенерацию кости самостоятельно, без терапевтических препаратов.

"Включение оксистерола в состав наших липосом не только увеличило стабильность наночастиц, но и стимулировало клетки становиться костеобразующими", — сказал Мин Ли, автор-корреспондент статьи.

Во второй фазе исследования ученые добавили стеросомы на тканеинженерный скаффолд (каркас для роста стволовых клеток, используемый при трансплантации). Стеросомы загрузили костеобразующим препаратом пурморфамином и иммобилизовали на скаффолде, чтобы они концентрировались в зоне дефекта и обеспечивали длительное высвобождение препарата.

В шестинедельном исследовании на мышах с дефектами черепа имплантация скаффолда с загруженными препаратом стеросомами привела к среднему уменьшению размера дефектов примерно на 50%.

"Используя наши наночастицы, которые, как мы выяснили, обладают внутренней способностью формировать кость, вместе с терапевтическими препаратами, мы смогли ускорить процесс регенерации", — отметил Мин Ли.

Доктор Пол Х. Кребсбах, деан Школы стоматологии, подчеркнул, что это исследование демонстрирует, как разработки стоматологии UCLA имеют широкие последствия для лечения костных дефектов по всему телу.