Новое соединение из двух шелков успешно восстанавливает перерезанные нервы

Фото: Depositphotos

Существующие методы восстановления поврежденных нервов не всегда эффективны и ограничены восстановлением на коротких расстояниях. Сочетание двух видов шелка позволило создать биосовместимый метод, который обещает восстановить поврежденные нервы на больших отрезках, пишет New Atlas.

Периферические нервы играют важнейшую роль в передаче сообщений от головного и спинного мозга к остальным частям тела. Когда эти нервы повреждены, связь между мозгом и мышцами или органами нарушается, что приводит к целому ряду проблем. Стандартное лечение для восстановления поврежденного периферического нерва включает использование аутотрансплантата, когда поврежденный участок удаляется и заменяется нервом из другой части тела. Однако успех пересадки нервов может быть непредсказуемым.

Нервные проводники, представляющие собой трубчатые структуры, используемые для преодоления разрыва между перерезанными нервами, существуют уже около 30 лет. Однако их можно использовать только для устранения небольших разрывов. Одобренные нервные проводники в настоящее время применяются только для устранения дефектов нервов на небольшом расстоянии до 1,2 дюйма (3 см). При больших расстояниях для обеспечения необходимой структурной и клеточной поддержки требуется внутренний каркас.

Исследователи из Оксфордского университета и Медицинского университета Вены разработали новый нервный проводник, который демонстрирует потенциал для регенерации нервов на больших расстояниях. Проводник изготовлен путем соединения двух различных типов натурального шелка, полученного от шелкопрядов (Bombyx mori) и пауков-ткачей золотого орла (Trichonephila edulis).

Предыдущие исследования уже показали преимущества использования шелка в качестве биоматериала. Шелк кокона тутового шелкопряда состоит из белков фиброина и серицина, которые одновременно являются биосовместимыми, эластичными и прочными. Фиброин шелка может вызывать заживление ран, стимулируя рост и пролиферацию клеток. В отличие от него, шелк из паутины паука-ткача обладает замечательными механическими свойствами, такими как высокая прочность на разрыв и гибкость.

В последнем исследовании ученые объединили свойства фиброина шелка, восстановленного в трубки, и нитей натурального паучьего шелка, чтобы создать канал, известный как трубка "шелк в шелке". Стенка канала изготовлена из фиброина шелка тутового шелкопряда и заполнена волокнами паучьего шелка, которые действуют как внутренняя направляющая структура, подобно поручням для нервов. Это первый случай, когда эти два вида шелка были объединены для создания канала для восстановления нервов.

Отрезав правые седалищные нервы крыс, оставив зазор в 10 мм, исследователи испытали на них нервный проводник. Они обнаружили, что поврежденные нервы хорошо адаптировались к шелковым нервным проводникам, росли вдоль шелковых нитей и успешно соединяли отрезанные концы.

Лоренц Семмлер, первый автор исследования, заявил: "В ходе нашего исследования выяснилось, что периферические нервы хорошо функционируют, когда такие нити сделаны из шелка, причем паучий шелк, очевидно, предпочтительнее для направляющих".

Исследователи лучше поняли молекулярную структуру шелковых трубок шелкопряда и обнаружили, что их пористость позволяет обмениваться жизненно важными питательными веществами и отработанными продуктами в процессе заживления. Кроме того, было замечено, что клетки, ответственные за регенерацию нервов, прилипают к обоим типам шелка.

По словам Семмлера: "В рамках нашего исследования мы не только добились успеха в восстановлении нервов, но и смогли детально проанализировать компоненты процесса заживления".

Использование природных материалов для нервных проводников имеет ряд преимуществ перед синтетическими веществами. Паучий шелк является биоразлагаемым и вызывает минимальный иммунный ответ в животных моделях. Кроме того, его можно масштабировать: один урожай, собранный с паука-ткача, способен дать около 10 м шелка, что достаточно для заполнения нервного проводника длиной 10 мм. Пористая природа шелка тутового шелкопряда может позволить включить в него биоактивные молекулы, способствующие регенерации нервов на больших расстояниях.

"Шелк животных обладает исключительными механическими и биологическими свойствами и универсальными производственными возможностями для содействия реинжинирингу тканей, – сказал Фриц Фольрат, соавтор исследования, – Наши усовершенствованные нервные проводники "шелк в шелке" сочетают в себе превосходную способность шелка тутового шелкопряда к обработке в трехмерные структуры с выдающимися свойствами клеточной адгезии паучьего драглинного шелка".

Исследователи намерены использовать свои результаты для создания "готовых" нервных проводников, которые можно будет использовать для лечения повреждений периферических нервов у людей.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform