Ερευνητές στη Βρετανία ανέπτυξαν ένα νέο βιοϋλικό βασισμένο σε μαλλί το οποίο μπορεί να υποστηρίξει την αναγέννηση οστών σε ζωντανό οργανισμό. Η ομάδα του King’s College London χρησιμοποίησε κερατίνη– μια φυσική δομική πρωτεΐνη που προέρχεται από το μαλλί- και διαπίστωσε ότι το υλικό ήταν σε θέση να καθοδηγήσει την ανάπτυξη νέου οστού σε κατεστραμμένες περιοχές. Το υλικό παρήγαγε οστικό ιστό που μοιάζει περισσότερο με φυσικό, υγιές οστό σε σύγκριση με το σημερινό «χρυσό πρότυπο».
«Είμαστε πραγματικά ενθουσιασμένοι που δείχνουμε για πρώτη φορά ότι ένα υλικό βασισμένο στο μαλλί δοκιμάστηκε επιτυχώς σε ζωντανό οργανισμό για την αποκατάσταση οστών», δήλωσε ο Δρ. Σερίφ Ελσαρκάουι από τη Σχολή Οδοντιατρικής, Στοματικών και Κρανιοπροσωπικών Επιστημών του King’s College.
Το υλικό προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα βιωσιμότητας, καθώς το μαλλί είναι φυσικής προέλευσης και συχνά αποτελεί απόβλητο της κτηνοτροφικής βιομηχανίας, καθιστώντας το ανανεώσιμο και κλιμακούμενο πόρο. Οι ερευνητές σημειώνουν ότι εδώ και δεκαετίες το κολλαγόνο θεωρείται το «χρυσό πρότυπο» ως υπόστρωμα σε πολλές εφαρμογές αναγεννητικής ιατρικής και οδοντιατρικής. Λειτουργεί ως προστατευτικό φράγμα, εμποδίζοντας τους μαλακούς ιστούς να παρεμβαίνουν στην επούλωση, ενώ επιτρέπει την ανάπτυξη νέου οστού.
Ωστόσο, το κολλαγόνο έχει περιορισμούς. Είναι σχετικά αδύναμο και μπορεί να διασπαστεί πολύ γρήγορα, κάτι που μπορεί να αποτελέσει πρόβλημα όταν χρησιμοποιείται για την επιδιόρθωση οστών που πρέπει να υποστηρίξουν βάρος ή να αντισταθούν στην επαναλαμβανόμενη πίεση. Επιπλέον, η εξαγωγή του είναι πολύπλοκη και δαπανηρή, σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα.
«Από ερευνητική σκοπιά, πρόκειται για ένα σημαντικό ορόσημο. Η κερατίνη αναδεικνύεται ως μια νέα κατηγορία αναγεννητικών βιοϋλικών που μπορεί να αμφισβητήσει την κυριαρχία του κολλαγόνου», δήλωσε ο Δρ. Ελσαρκάουι.
Τι έδειξαν οι δοκιμές σε ανθρώπινα κύτταρα
Οι ερευνητές ανέπτυξαν μεμβράνες από κερατίνη που εξήχθη από μαλλί και τις επεξεργάστηκαν χημικά ώστε να δημιουργήσουν σταθερά και ανθεκτικά υποστρώματα. Οι μεμβράνες δοκιμάστηκαν σε ανθρώπινα οστικά κύτταρα στο εργαστήριο, όπου διαπιστώθηκε ότι τα κύτταρα αναπτύχθηκαν κανονικά και εμφάνισαν σαφή σημάδια υγιούς σχηματισμού οστού.
Στη συνέχεια, οι επιστήμονες εμφύτευσαν τις μεμβράνες σε αρουραίους με ελλείμματα στο κρανίο τόσο μεγάλα που δεν θα μπορούσαν να επουλωθούν φυσικά. Για αρκετές εβδομάδες, παρακολούθησαν πώς οι μεμβράνες κερατίνης υποστήριζαν την ανάπτυξη νέου οστού στις κατεστραμμένες περιοχές.
«Αποδείξαμε στην πράξη τη λειτουργία της τεχνολογίας σε ζωικό μοντέλο, κάτι που ξεπερνά το στάδιο μιας απλής θεωρητικής ιδέας», σημείωσε ο Δρ. Ελσαρκάουι.
«Δείξαμε ότι η κερατίνη μπορεί να υποστηρίξει την αναγέννηση οστών σε ένα ζωντανό βιολογικό σύστημα, φέρνοντας την εφαρμογή της πολύ πιο κοντά στη χρήση σε πραγματικούς ασθενείς» πρόσθεσε.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι, παρότι οι μεμβράνες κολλαγόνου παρήγαγαν συνολικά μεγαλύτερη ποσότητα οστού, τα υποστρώματα κερατίνης δημιούργησαν οστό πιο οργανωμένο και δομικά σταθερό, με καλύτερα ευθυγραμμισμένες ίνες που έμοιαζαν περισσότερο με φυσικό, υγιές οστό. Διαπιστώθηκε ότι οι μεμβράνες ενσωματώθηκαν ομαλά στους γύρω ιστούς και παρέμειναν σταθερές καθ’ όλη τη διάρκεια της επούλωσης — χαρακτηριστικά κρίσιμα για την πρακτική ιατρική εφαρμογή.
Πηγή: Interesting Engineering
www.ertnews.gr
