Волокна, созданные с помощью бактерий, обеспечивают заживление костей

Вы когда-нибудь задумывались, существует ли способ заживления костей без необходимости брать кость из другой части тела? Новая докторская диссертация ученой из Университета Бороса, Швеция, представляет захватывающие достижения в этой области. Речь идет об использовании бактерий для производства волокон, которые могут помочь в заживлении костей.

Сабрина Копф (Sabrina Kopf), доктор философии в области полимерных технологий, исследовала возможности использования особого типа биологического пластика – полигидроксиалканоата (PHA), производимого бактериями.

«Идея состоит в том, чтобы использовать эти волокна в текстильной структуре, которая может поддерживать заживление костей в случае больших костных дефектов. Чтобы кости зажили, костным клеткам нужно к чему-то прикрепиться. Костные клетки распознают такое вещество, как фосфат кальция. Поэтому мы добавили в волокна это вещество», – пояснила она.

Самой большой проблемой в проекте была переработка PHA в волокна с помощью имеющегося в лаборатории оборудования. Расплавив биологический пластик и продавив его через отверстие, как при изготовлении спагетти, ученые смогли получить волокна. Затем эти волокна были протестированы на костных клетках, чтобы выяснить, смогут ли клетки выжить на этом материале.

«Оказалось, что можно создавать волокна, по прочности схожие с костью. Кроме того, мы смогли создать из этих волокон простые вязаные и тканые текстильные структуры. Костные клетки прилипали к поверхности материала и выглядели здоровыми, что является хорошим сигналом», – говорит Сабрина Копф.

Существует большая неудовлетворенная потребность в материалах для замены костей

Кость является второй после крови наиболее часто пересаживаемой тканью в мире, что говорит о значительной потребности в материалах для замены костей.

«Сегодня часто используется кость из собственного тела пациента, то есть кость берется, например, из таза и пересаживается в поврежденную область тела. Это ограничивает количество доступной костной ткани. Кроме того, высок риск осложнений в месте пересадки. Использование синтетических материалов, таких как PHA-волокна, может стать решением этой проблемы», – считает Сабрина Копф.

Экологически чистая альтернатива

Волокна PHA абсолютно безопасны для окружающей среды. Они могут быть произведены из отходов и разлагаются во всех типах окружающей среды, не сохраняясь в виде микропластика. Это делает их экологичным вариантом на будущее.

Достижения в области биомедицинских исследований

«Результаты моего проекта — это небольшой шаг вперед в биомедицинских исследованиях, который может вдохновить других исследователей на изучение потенциала текстиля в медицинских целях», – говорит Сабрина.

Исследования в Университете Бороса сосредоточены на вопросах экологически устойчивого развития на основе глобальных целей. Сабрина объяснила, как этот проект связан с этими целями:

«Возможность производить волокна из PHA приносит пользу не только сектору здравоохранения, хотя именно этот подход был использован в моей диссертации. Волокна можно использовать и в других текстильных областях и вносить вклад во все аспекты, где текстиль участвует в достижении целей ООН в области экологически устойчивого развития, поскольку PHA и его продукты являются биоразлагаемыми и не оказывают негативного воздействия на окружающую среду».

На вопрос «Каков ваш следующий шаг в качестве исследователя?», Сабрина поделилась планами:

«Я начну работать в качестве исследователя в области плавильного прядения в RISE в отделе разработки волокон. Таким образом, я буду работать с той же технологией, которую использовала в своей диссертации.

Получение степени доктора философии похоже на катание на американских горках в течение нескольких лет, здесь много взлетов и падений. Некоторые из них захватывающие и веселые, другие довольно пугающие, но особенно в трудные времена мне очень повезло, что меня поддерживали замечательные научные руководители и коллеги, которые за эти годы стали друзьями».