Вчені створили інноваційний "живий" біоматеріал, що може змінити медицину

Науковці сподіваються, що їхня робота допоможе створити ефективні методи лікування, які врятують мільйони людей і значно скоротять час реабілітації після серйозних травм.

Однією з головних проблем регенеративної медицини залишається неможливість повного відтворення природних процесів відновлення людського організму. Однак нещодавно вчені зробили прорив, створивши інноваційний матеріал, здатний запускати ці механізми.

Про це повідомляє Penn State.

Біоматеріал нового покоління

Вчені розробили унікальний гідрогель, який імітує динамічні властивості позаклітинних матриць (ПМ) – структур, що відіграють ключову роль у будові тканин і взаємодії клітин. Ця технологія може значно вплинути на розвиток регенеративної медицини, допомагаючи у відновленні тканин після травм, а також у дослідженні прогресу захворювань і навіть у створенні м'яких роботизованих систем.

Дослідження під керівництвом доцента кафедри хімічного машинобудування Університету штату Пенсільванія Аміра Шейхі було опубліковане в журналі Materials Horizons. Команда представила ацелюлярний (безклітинний) біоматеріал, що не лише відтворює механічну реакцію позаклітинних матриць, але й здатний до самовідновлення. Як зазначає Шейхі, його команда створила матеріал, який максимально точно імітує природні процеси, що відбуваються в організмі ссавців.

Чому ця розробка є проривною?

Попередні матеріали, які використовувалися для відтворення позаклітинних матриць, мали серйозні недоліки: вони не могли змінювати жорсткість під час розтягування або самостійно відновлюватися після пошкодження. Однак гідрогель, створений командою Penn State, вирішує ці проблеми завдяки спеціальним мікроскопічним частинкам із волосоподібними структурами.

Ці наноструктури формують динамічні зв’язки всередині матеріалу, що дозволяє йому ставати жорсткішим під час розтягування і відновлювати свою структуру після механічного впливу. Така унікальна здатність робить його не лише міцним і гнучким, а й максимально схожим на природні тканини організму.

Можливості застосування

Інноваційний біоматеріал може знайти широке застосування в медицині:

• Регенеративна медицина – може слугувати каркасом для відновлення пошкоджених тканин, сприяючи росту нових клітин.
• Моделювання захворювань – допоможе створити реалістичні середовища для тестування ліків і вивчення поведінки тканин під впливом різних факторів.
• М'яка робототехніка – дозволить створювати більш гнучкі та міцні штучні м’язи та роботизовані системи, що імітують природну біомеханіку.

Новий етап у медицині

У галузі тканинної інженерії науковці активно шукають способи максимально точно відтворити складну структуру та функції ПМ. Дослідження, опубліковане в журналі Current Neuropharmacology, підтверджує, що наноструктуровані біоматеріали мають величезний потенціал у цій сфері, оскільки здатні забезпечити клітинам необхідну підтримку для ефективного відновлення.

Цей прорив відкриває нові можливості для розробки біосумісних матеріалів, що інтегруються в людський організм, і може стати основою для майбутніх технологій регенерації тканин. Вчені сподіваються, що їхня робота допоможе створити ефективні методи лікування, які врятують мільйони людей і значно скоротять час реабілітації після серйозних травм.

До слова, вчені зробили відкриття про роботу мозку, яке пояснює, чому ми забуваємо, навіщо пішли до іншої кімнати.