Инженеры создали пористые наночастицы для регенеративной медицины

Исследователи из Техасского университета A&M разработали новую нанотехнологию, которая может использовать регенеративный потенциал организма, направляя стволовые клетки на формирование костной ткани.

Команда под руководством доцента Ахилеша К. Гахаруара создала стабильные в воде 2D наночастицы ковалентных органических каркасов (COF), способные направлять дифференцировку человеческих мезенхимальных стволовых клеток в костные клетки.

2D COF — пористые органические полимеры — привлекают внимание благодаря своей кристалличности и настраиваемой структуре. Однако их применение в медицине ограничивалось сложностью обработки в наномасштабе и низкой стабильностью.

Группа Гахаруара повысила гидролитическую стабильность COF, интегрировав их с амфифильными полимерами. Этот ранее не описанный подход обеспечил диспергируемость COF в воде, открыв путь к их биомедицинскому применению.

«Насколько нам известно, это первое сообщение, демонстрирующее способность COF направлять стволовые клетки в сторону костной ткани», — заявил Гахарвар.

Исследователи установили, что 2D COF не влияют на жизнеспособность и пролиферацию клеток даже при высоких концентрациях. Было обнаружено, что эти наночастицы проявляют биоактивность, направляя стволовые клетки к превращению в костные. Предварительные данные указывают, что биоактивность может определяться формой и размером наночастиц.

Высокая пористость этих наночастиц была использована для доставки лекарств. Учёные загрузили остеоиндуцирующий препарат дексаметазон в пористую структуру COF, что дополнительно усилило формирование кости.

«Эти наночастицы могут обеспечить пролонгированную доставку лекарств к мезенхимальным стволовым клеткам, что привело к усиленной их дифференцировке в костные клетки», — пояснила старший автор исследования Суканья Бхунья.

Следующим шагом команды станет оценка этой нанотехнологии на моделях заболеваний.

Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Healthcare Materials.