Вещество из панциря ракообразных, смешанное с полиэстером, образует волоконный материал - Гранит науки - 2009-06-25

Вещество из панциря ракообразных, смешанное с полиэстером, образует волоконный материал, который может использоваться для восстановления поврежденных нервных путей

Материаловеды из Университета Вашингтона, авторы статьи в журнале Advanced Materials, смешали хитозан, который содержится в панцире раков, креветок, крабов и прочих ракообразных, с искусственным полимером полиэстером в надежде получить тончайшие трубки медицинского назначения. Гибридное волокно объединило в себе желательные свойства природного материала и механическую прочность синтетического. «Нервный проводник (создание которого являлось главной целью этих экспериментов) должен соответствовать ряду очень строгих параметров. Он должен быть биосовместимым, стабильным в растворе, прочным, но в то же время гибким настолько, чтоб хирурги могли пришивать его к нерву» - поясняет руководитель исследования Микинь Чжань (Miqin Zhang), профессор материаловедения и инженерии Университета Вашингтона. После травмы, которая вызывает разрыв периферийного нерва, например, в пальце, нервные окончания продолжают расти. Но для того, чтобы восстановилась работа нерва, необходимо соединить два конца разрыва. При больших повреждениях иногда применяется пересадка нервной ткани. Но чаще в нынешней практике используются тонкие трубочки, нервные проводники, являющиеся каналом, по которому растущие нервные окончания поврежденных нервов устремляются друг другу навстречу. Эти трубочки сейчас делаются из коллагена, структурного белка животных клеток. Но коллаген дорог и имеет недостатки: являясь чужим белком, он запускает иммунную реакцию, а кроме того, коллаген плохо выдерживает влагу, которой в теле предостаточно.

Еще одна проблема, связанная с коллагеновыми трубками, заключается в том, что их просвет может закрыться при малейшем внешнем воздействии, а нервный проводник должен быть прочным, он должен защищать растущие нервные волокна. Альтернативу предлагает профессор Чжань и её коллеги. Один из компонентов созданного ими материала для нервных проводников – поликапролактон. Это прочный, эластичный, биодеградирующий полиэстер (т.е. волокно на основе полиэфира), обычно используемый в материалах для наложения хирургических швов. Но сам по себе для нервного проводника он не годится, потому что содержащие воду живые нервные клетки не желают расти на водоотталкивающей поверхности полиэстера. И потому второй компонент материала – хитозан. Он недорог, доступен, биосовместим и тоже со временем разлагается в организме, что снижает риск иммунного отторжения. У хитозана не гладкая поверхность, что является его преимуществом, потому что растущим в контакте с такой поверхностью клеткам есть к чему прикрепиться. Однако хитозан разбухает в водной среде, что ослабляет состоящую из него конструкцию. Для совмещения полезных свойств обоих компонентов авторы публикации спряли два вида волокна вместе и соткали из этого некую ткань, которая очень напоминает по текстуре соединительную ткань человеческого организма. Все элементы этой ткани измеряются в наномасштабе, а сделанный из нее нервный проводник может быть нужных размеров.