Волокна, створені за допомогою бактерій, забезпечують загоєння кісток

Ви коли-небудь замислювалися, чи існує спосіб загоєння кісток без необхідності брати кістку з іншої частини тіла? Нова докторська дисертація вченої з Університету Бороса, Швеція, представляє захопливі досягнення в цій галузі. Йдеться про використання бактерій для виробництва волокон, які можуть допомогти в загоєнні кісток.

Сабріна Копф (Sabrina Kopf), доктор філософії в галузі полімерних технологій, досліджувала можливості використання особливого типу біологічного пластику –полігідроксіалканоату (PHA), виробленого бактеріями.

«Ідея полягає в тому, щоб використовувати ці волокна в текстильній структурі, яка може підтримувати загоєння кісток у разі великих кісткових дефектів. Щоб кістки загоїлися, кістковим клітинам потрібно до чогось прикріпитися. Кісткові клітини розпізнають таку речовину, як фосфат кальцію. Тому ми додали у волокна цю речовину», – пояснила вона.

Найбільшою проблемою в проєкті була переробка PHA у волокна за допомогою наявного в лабораторії обладнання. Розплавивши біологічний пластик і продавивши його через отвір, як при виготовленні спагеті, вчені змогли отримати волокна. Потім ці волокна були протестовані на кісткових клітинах, щоб з’ясувати, чи зможуть клітини вижити на цьому матеріалі.

«Виявилося, що можна створювати волокна, за міцністю схожі з кісткою. Крім того, ми змогли створити з цих волокон прості в’язані та ткані текстильні структури. Кісткові клітини прилипали до поверхні матеріалу і виглядали здоровими, що є хорошим сигналом», – каже Сабріна Копф.

Існує велика незадоволена потреба в матеріалах для заміни кісток

Кістка є другою у світі тканиною, яку найчастіше пересаджують після крові, що свідчить про значну потребу в матеріалах для заміни кісток.

«Сьогодні часто використовується кістка з власного тіла пацієнта, тобто кістку беруть, наприклад, з таза і пересаджують у пошкоджену ділянку тіла. Це обмежує кількість доступної кісткової тканини. Крім того, існує високий ризик ускладнень у місці пересадки. Використання синтетичних матеріалів, таких як PHA-волокна, може стати вирішенням цієї проблеми», – вважає Сабріна Копф.

Екологічно чиста альтернатива

Волокна PHA абсолютно безпечні для навколишнього середовища. Вони можуть бути вироблені з відходів і розкладаються у всіх типах навколишнього середовища, не зберігаючись у вигляді мікропластику. Це робить їх екологічним варіантом на майбутнє.

Досягнення в галузі біомедичних досліджень

«Результати мого проєкту – це невеликий крок уперед у біомедичних дослідженнях, який може надихнути інших дослідників на вивчення потенціалу текстилю в медичних цілях», – каже Сабріна.

Дослідження в Університеті Бороса зосереджені на питаннях екологічно сталого розвитку на основі глобальних цілей. Сабріна пояснила, як цей проєкт пов’язаний із цими цілями:

«Можливість виробляти волокна з PHA приносить користь не лише сектору охорони здоров’я, хоча саме цей підхід був використаний у моїй дисертації. Волокна можна використовувати і в інших текстильних галузях і робити внесок в усі аспекти, де текстиль бере участь у досягненні цілей ООН у сфері екологічно сталого розвитку, оскільки PHA і його продукти є біорозкладними і не чинять негативного впливу на навколишнє середовище».

На запитання «Який ваш наступний крок як дослідника?», Сабріна поділилася планами:

«Я почну працювати як дослідник у галузі плавильного прядіння в RISE у відділі розробки волокон. Таким чином, я працюватиму з тією ж технологією, яку використовувала у своїй дисертації.

Здобуття ступеня доктора філософії схоже на катання на американських гірках протягом кількох років, тут багато злетів і падінь. Деякі з них захопливі та веселі, інші доволі лякаючі, але особливо у важкі часи мені дуже пощастило, що мене підтримували чудові наукові керівники та колеги, які за ці роки стали друзями».