Повредили колено? Зовите микроботов

Гиалиновый хрящ, смягчающий и смазывающий блоковидный сустав, является важной частью колена. Однако он легко травмируется в процессе износа и занятий спортом. Результатом может стать трение костей друг о друга и развитие болезненного остеоартрита, который обычно заканчивается заменой сустава. Количество травм коленного хряща выросло почти в три раза с 1996 по 2011 годы, а количество операций по замене сустава, по прогнозу, к 2030 году увеличится на 85%.

На сегодняшний день существует несколько способов лечения травм колена и замедления прогрессирующего артрита. Один из них заключается в сверлении кости для того, чтобы стимулировать костный мозг производить больше хрящей. Однако костный мозг производит соединительно-тканный хрящ более низкого качества, который не выдерживает механической нагрузки. Кроме того ученые экспериментируют с мезенхимальными стволовыми клетками, извлеченными из жировых тканей или костного мозга пациента и внедренными в травмированный хрящ.

Корейские ученые предлагают новый способ внедрения стволовых клеток в травмированную часть хряща: они использовали полимер полилактид-ко-гликолид для изготовления круглого микробота, похожего на футбольный мяч с дырками, только гораздо меньших размеров – около 350 микрометров в диаметре (вполовину меньше толщины сахарного зернышка). Затем бот покрыли соединением ферумокситола (инъекционным препаратом железа) и хитозана (составной части твердой оболочки ракообразных, используемой для лечения высокого кровяного давления и холестерина). После этого микробот наполнили стволовыми клетками, готовыми к внедрению в колено кролика. На верхней стороне коленного сустава кролика сделали небольшое углубление, а само колено заключили в оснащенное электромагнитной катушкой устройство. При включении магнитов практически все микроботы присоединились к травмированной зоне и удерживались там при помощи магнита, присоединенного к другой стороне колена. Спустя 3 недели улучшения в регенерации хряща были очевидны.

Теперь команда корейских ученых намерена создать систему микроботов для восстановления хрящей человеческого колена, сохранив их размер и функциональность.