«Шелк обладает огромным потенциалом для превращения в материалы, обладающие теми же функциональными свойствами, что и здоровые ткани, без каких-либо недостатков традиционных имплантатов, — говорит доктор Ник Скаер, исполнительный директор британской биомедицинской компании Orthox. — Я уверен, что очень скоро — в ближайшие несколько лет — мы увидим очень большие клинические потребности, удовлетворяемые этим универсальным волокном».
Есть веские причины превратить шелк в запасные части для человеческого тела. Это «супер-волокно» износостойкое, высокоэластичное, проницаемое для кислорода и воды, биосовместимое (не отторгается организмом при пересадке), стабильное и универсальное (может быть сконструировано в твердое тело, сетку или гель). Он также способен блокировать инфекцию и поддерживает регенерацию новых тканей.
Когда хрящ коленного сустава поврежден и у людей развивается остеоартрит (ОА), их могут направить на операцию по замене коленного сустава (артропластику). Болезненное состояние заставляет кости тереться друг о друга в суставах и снижает подвижность. Это также широко распространенная проблема, когда европейцы сталкиваются с 45%-ной вероятностью развития ОА. Риск увеличивается с возрастом и весом. По оценкам, лечение ОА обходится европейским странам более чем в 7,2 миллиарда евро и растет с каждым годом.
Операция по замене коленного сустава дает достаточно хорошие результаты, но она дорогая, болезненная, а восстановление занимает много времени. Это также сложно и нелегко исправить, если что-то пойдет не так. Имплантаты на основе шелка предлагают дразнящее решение этих недостатков.
«FibroFix полностью состоит из белка шелка (известного как фиброин), который имеет почти идентичные механические свойства с настоящим хрящом. Она прочная, скользкая, как хрящ, и деформируется, когда на нее давишь», — сказал доктор Скаер из исследовательской группы FibroFix Horchage,
Коленные имплантаты
Поврежденный хрящ не может легко восстановиться, и если его оставить в покое, то колено с повреждением хряща обычно будет только хуже. Исследователи FibroFix разработали способ извлечения и очистки фиброфина и придания ему формы, пригодной для использования в качестве имплантата. Он вводится в колено в сухом, сжатом состоянии. Он быстро заполняется жидкостью из окружающих тканей, которая набухает, образуя подушкообразный барьер между костями.
Важно отметить, что пористый материал также поддерживает регенерацию тканей. Имплантат из шелкового белка обеспечивает каркас для роста костей и соединительной ткани, так что даже медленно восстанавливающийся хрящ начинает регенерировать.
«Как только имплантат будет зафиксирован на месте, вы сразу же восстановите функцию отсутствующего хряща, а также получите новую естественную ткань, растущую с течением времени», — сказал доктор Скаер.
Тесты показывают, что операция по имплантации проходит быстро, послеоперационная боль минимальна, а восстановление проходит легко. Доктор Скаер надеется на положительные результаты клинических испытаний. «Мы ожидаем, что люди скоро встанут на ноги после операции и быстро вернутся к работе, что будет большой победой для всех», — сказал он.
Глазные импланты
«Практически 100% пожилых людей сталкиваются с развитием такого недуга как пресбиопия», — говорит Сюзанна Маркос, профессор исследований Испанского института оптики (CSIC) и главный исследователь SILK-EYE.
Команда, работающая над SILK-EYE, финансируемым ЕС проектом, возглавляемым Испанским национальным исследовательским советом Мадрида, нашла способ превратить белок фиброина шелка в прозрачную мембрану, которая однажды может быть использована для восстановления зрения.
Пресбиопия — это неспособность сосредоточиться на близлежащих объектах. Это состояние вызвано затвердением хрусталика и постепенно ухудшается с возрастом. Стандартное лечение здесь — вложить деньги в очки или контактные линзы. Нет никакого лечения, чтобы восстановить утраченную функциональность молодого хрусталика.
Цель состоит в том, чтобы разработать имплантат на основе шелка, который заменит затвердевший хрусталик в простой хирургической процедуре. Новая мембрана изменит форму, когда ее потянут глазные мышцы, чтобы сфокусироваться на близких и далеких объектах.
«Мы разработали шелковые мембраны и настроили материал так, чтобы он обладал желаемыми свойствами. Он прозрачный, эластичный, с ним легко работать, он имеет нужную толщину и нужный уровень проницаемости «, — сообщает исследователь.
Роговичные имплантаты на основе шелка также могут быть использованы для замены лазерной хирургии коррекции зрения.
«Лазерная хирургия (например, LASIK) удаляет часть ткани роговицы, поэтому ваша роговица становится тоньше, — сказал Маркос. — Но операция с использованием шелка будет аддитивной — мы добавим имплантат к тому, что уже есть, и, следовательно, сохраним ткань».
Команда уже добилась успеха в фиксации шелковых мембран на поверхности роговицы с помощью техники, поддерживающей свет, называемой фотобондированием — техники, которая заменяет необходимость в швах.