Исследователи из медцентра Колумбийского университета нашли способ заменить коленную защиту под названием мениск с помощью персонального импланта, напечатанного на трехмерном принтере.
Этот имплант или каркас заполняется человеческими факторами роста, которые стимулируют организм восстанавливать мениск самостоятельно.
Терапия, успешно испытанная на овцах, впервые может обеспечить эффективное и долгосрочное восстановление поврежденных менисков, из-за которых развивается артрит.
Результаты опубликованы в издании Science Translational Medicine.
«Сегодня для восстановления коленного мениска существует не так много методов», сообщил ведущий ученый Джереми Мао. „Маленькие разрывы можно зашить на месте, в то время как большие необходимо удалять хирургическим путем. И хотя удаление помогает снять боль и устранить опухоль, колено остается без естественного амортизатора между бедром и голенью, что весьма повышает риск артрита“.
Поврежденный мениск обычно заменяется менисковым трансплантатом с использованием ткани других частей тела или от кадавров. Эта процедура, к сожалению, имеет низкий показатель успеха и несет существенные риски.
Новый подход начинается с анализа повреждения с помощью магнитно-резонансной томографии. Снимки преобразуются в 3d-модель, которая вводится в трехмерный принтер. На принтере в течение 30 минут печатается модель мениска с точностью до 10 микронов. Полученное изделие состоит полностью из поликапролактона — биоразлагаемого полимера, который также используется для сшивания тканей в хирургии.
Далее полимерный каркас заполняется двумя рекомбинантными белками: соединительным фактором роста и трансформирующим фактором роста β3. Ученые выяснили, что последовательная поставка этих двух белков привлекает стволовые клетки организма и стимулирует их формировать менисковую ткань.
Однако чтобы мениск сформировался должным образом, необходимо, чтобы белки выделялись в определенные части полимерного каркаса в строго определенном порядке. Этого удалось добиться благодаря двум типам медленно распадающихся полимерных микросфер: сначала выделялся соединительный фактор роста для стимуляции формирования внешнего мениска, а затем трансформирующий фактор роста β3, чтобы стимулировать формирование внутренней части мениска. Итак, дело за малым: полимерный каркас с белками внедряется в колено. У овец восстановление заняло 4-6 недель. Далее каркас полностью распадается и выделяется из организма.
