Ученые создали инновационный "живой" биоматериал, который может изменить медицину

Ученые надеются, что их работа поможет создать эффективные методы лечения, которые спасут миллионы людей и значительно сократят время реабилитации после серьезных травм.

Одной из основных проблем регенеративной медицины остается невозможность полного воспроизводства естественных действий восстановления человеческого организма. Однако недавно ученые совершили прорыв, создав инновационный материал, способный запускать эти механизмы.

Об этом сообщает Penn State.

Биоматериал нового поколения

Ученые разработали уникальный гидрогель, имитирующий динамические свойства внеклеточных матриц (ВМ) – структур, играющих ключевую роль в строении тканей и взаимодействии клеток. Эта технология может повлиять на развитие регенеративной медицины, помогая в восстановлении тканей после травм, а также в исследовании прогресса заболеваний и даже в создании мягких роботизированных систем.

Исследование под руководством доцента кафедры химического машиностроения Университета штата Пенсильвания Амира Шейхи было опубликовано в журнале Materials Horizons. Команда представила ацеллюлярный (бесклеточный) биоматериал, не только воспроизводящий механическую реакцию внеклеточных матриц, но и способный к самовосстановлению. Как отмечает Шейхи, его команда создала материал, максимально точно имитирующий естественные процессы, происходящие в организме млекопитающих.

Почему эта разработка прорывная?

Предыдущие материалы, которые использовались для воспроизведения внеклеточных матриц, имели серьезные недостатки: они не могли изменять жесткость при растяжении или самостоятельно восстанавливаться после повреждения. Однако гидрогель, созданный командой Penn State, решает эти проблемы благодаря специальным микроскопическим частицам с волосовидными структурами.

Эти наноструктуры формируют динамические связи внутри материала, что позволяет ему ставать более жестким во время растяжения и восстанавливать свою структуру после механического воздействия. Такая уникальная способность делает его не только крепким и гибким, но и максимально похожим на естественные ткани организма.

Возможности применения

Инновационный биоматериал может найти широкое применение в медицине:

• Регенеративная медицина может служить каркасом для восстановления поврежденных тканей, способствуя росту новых клеток.
• Моделирование заболеваний – поможет создать реалистичные среды для тестирования лекарства и изучения поведения тканей под влиянием различных факторов.
• Мягкая робототехника – позволит создавать более гибкие и крепкие искусственные мышцы и роботизированные системы, имитирующие естественную биомеханику.

Новый этап в медицине

В области тканевой инженерии ученые активно ищут способы максимально точно воспроизвести сложную структуру и функции ВМ. Исследование, опубликованное в журнале Current Neuropharmacology, подтверждает, что наноструктурированные биоматериалы обладают огромным потенциалом в этой сфере, поскольку способны обеспечить клеткам необходимую поддержку для эффективного восстановления.

Этот прорыв открывает новые возможности для разработки интегрируемых в человеческий организм биосовместимых материалов и может стать основой для будущих технологий регенерации тканей. Ученые надеются, что их работа поможет создать эффективные методы лечения, которые спасут миллионы людей и значительно сократят время реабилитации после серьезных травм.

К слову, ученые сделали открытие о работе мозга, объясняющее, почему мы забываем, зачем пошли в другую комнату.