В APL Bioengineering, издательством AIP Publishing, исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали материалы, которые могут взаимодействовать с поврежденным спинным мозгом и обеспечивать основу для облегчения заживления. Для этого материалы каркасов должны имитировать естественную ткань спинного мозга, чтобы они могли легко заселяться нативными клетками спинного мозга, по существу заполняя пустоты, оставленные травмой.
«В этом исследовании мы демонстрируем, что включение регулярной сети пор во всех этих материалах, размер пор которых аналогичен размерам нормальных клеток, увеличивает инфильтрацию клеток из ткани спинного мозга в материал имплантата и улучшает регенерацию нервов по всей поврежденной области», – сказал он. сказал автор Стефани Зейдлиц.
Исследователи показывают, как поры повышают эффективность генной терапии, применяемой локально к поврежденным тканям, что может дополнительно способствовать регенерации тканей.
Поскольку многие травмы спинного мозга возникают в результате контузии, имплантаты из биоматериала необходимо вводить в травмированную область или рядом с ней, чтобы не повредить окружающие сохранившиеся ткани. Основная техническая проблема заключалась в изготовлении материалов каркаса с размером пор в масштабе ячеек, которые также можно инъецировать.
В методе исследователей они вводили шарики материала через небольшую иглу в спинной мозг, где шарики слипаются, образуя каркас, по которому клетки могут ползать в поровых пространствах между шариками.
Исследователи обнаружили, что включение этих более крупных пор клеточного масштаба в каркас биоматериала улучшает инфильтрацию клеток, доставку генов и восстановление тканей после повреждения спинного мозга по сравнению с более традиционными материалами с наноразмерными порами.
Исследователи создали высокопористые каркасы двумя разными способами.
Один был проще, но создавал сеть пор неправильного размера. Второй был более сложным, но создавал очень регулярную структуру пор.
Несмотря на то, что оба материала имели одинаковый средний размер пор и химический состав, было обнаружено, что большее количество регенерирующих нервов проникает в каркас с порами правильной формы.
«Эти результаты говорят о том, как улучшить взаимодействие с нервной системой», – сказал Зайдлиц. «Это имеет потенциальное применение не только для разработки новых методов лечения восстановления головного и спинного мозга, но также для интерфейсов мозг-машина, протезирования и лечения нейродегенеративных заболеваний."