Артроз колінного суглоба: гідрогель для заміщення хряща - science et Avenir
Опубліковано 03.07.2020 о 10:14 ранку
Скручений, стиснений, натираний, новий гідрогель, вироблений Університетом Дьюка в Сполучених Штатах, першим має порівняння з тим, що може приймати хрящ наших колін. Цей новий матеріал одного дня може полегшити біль мільйонів французів.
У Франції 10 мільйонів людей страждають на артроз, 65% з яких старші 65 років. У людей старше 65 років 30% мають остеоартроз колінного суглоба.
CAVALLINI JAMES/BSIP/BSIP через AFP
І гнучкий, і стійкий, хрящ колін буквально несе нас. Але його здатність до оновлення обмежена, що спричиняє страждання 30% людей старше 65 років, для яких заміна коліна є останнім варіантом. Для подолання цієї проблеми багато дослідників покладаються на синтетичний гідрогель, який змащуватиме і захищатиме суглоб. Але жоден не досяг задовільного результату ... Дотепер! Оскільки в університеті Дьюка (США) хіміки сформулювали перший гідрогель з такою ж міцністю та еластичністю, як і суглобовий хрящ людини. Ця робота опублікована в журналі Advanced Functional Materials.
Уникайте заміни коліна гідрогелем
Під час простої прогулянки наші коліна підтримують вагу нашого тіла в чотири рази. З роками та артрозом, заняттям інтенсивним спортом або надмірною вагою, хрящ, що захищає суглоби від тертя, зношується. Лікування в основному складається з втручань протизапального типу, втрати ваги, якщо це необхідно, фізіотерапії або носіння ортезу. В крайньому випадку розглядається колінний протез. " Святий Грааль "відновлення хряща - це недорога процедура, яка може негайно і довго відновлювати механічну функцію хряща", - заявляють автори у публікації.
Гідрогелі широко досліджувались як замінник хрящів, оскільки вони також переважно складаються з води і мають низьку проникність, що дає їм дуже низький коефіцієнт тертя.
І гнучкий, і стійкий, хрящ колін буквально несе нас. Але його здатність до оновлення обмежена, що спричиняє страждання 30% людей старше 65 років, для яких заміна коліна є останнім варіантом. Для подолання цієї проблеми багато дослідників покладаються на синтетичний гідрогель, який змащуватиме і захищатиме суглоб. Але жоден не досяг задовільного результату ... Дотепер! Оскільки в університеті Дьюка (США) хіміки сформулювали перший гідрогель з такою ж міцністю та еластичністю, як і суглобовий хрящ людини. Ця робота опублікована в журналі Advanced Functional Materials.
Уникайте заміни коліна гідрогелем
Під час простої прогулянки наші коліна підтримують вагу нашого тіла в чотири рази. З роками та артрозом, заняттям інтенсивним спортом або надмірною вагою, хрящ, що захищає суглоби від тертя, зношується. Лікування в основному складається з втручань протизапального типу, втрати ваги, якщо це необхідно, фізіотерапії або носіння ортезу. В крайньому випадку розглядається колінний протез. " Святий Грааль "відновлення хряща - це недорога процедура, яка може негайно і довго відновлювати механічну функцію хряща", - заявляють автори у публікації.
Гідрогелі широко досліджувались як замінник хряща, оскільки вони також переважно складаються з води і мають низьку проникність, що дає їм дуже низький коефіцієнт тертя. Однак механічна міцність і довговічність нинішніх гідрогелів недостатня при циклічному навантаженні та умовах зношування, характерних для колінного суглоба. "Ми взялися за виробництво першого гідрогелю, який має механічні властивості хряща", - пояснює в прес-релізі Бен Вілі, професор хімії Університету Дьюка, який керував цією роботою.
Новий гідрогель, такий же стійкий, як справжній хрящ
Їх новий гідрогель складає 60% води і має дві переплетені полімерні мережі. Перший зроблений з еластичних ниток, схожих на спагетті, а інший, більш жорсткий і за формою схожий на кошик, несе негативні електричні заряди по всій довжині. Ці мережі посилені третім інгредієнтом - сіткою целюлозних волокон. Коли гідрогель розтягується, целюлозні волокна протистоять тязі і допомагають підтримувати цілісність матеріалу. А при стисненні негативні заряди вздовж твердих полімерних ланцюгів відштовхують один одного, як магніти, і прилипають до води, допомагаючи їй повернути свою первісну форму. "Тільки ця комбінація цих трьох компонентів є одночасно гнучкою і жорсткою, а отже і сильною", - говорить Фейчен Ян, співавтор публікації.
Піддавши 100 000 циклів багаторазової тяги, матеріал тримався так само добре, як і пористий титан, що використовується для кісткових імплантатів, "що перевершило наші початкові очікування", зазначає Вільям Кошут, інший співавтор. Так само один диск товщиною менше сантиметра може витримати вагу 45 кг, не розриваючись і не втрачаючи своєї форми. Нарешті, після мільйона натирань на справжній хрящ, гладка, слизька, самозмащувальна поверхня гідрогелю виявилася такою ж зносостійкою, як і хрящ. "Наш гідрогель має коефіцієнт тертя на 45% нижчий, ніж хрящової тканини, і в 4,4 рази стійкіший до зношування, ніж гідрогель з полівінілового спирту" (також його називають Слиз!) На даний час затверджений органами охорони здоров'я США для використання на великому пальці ноги, повідомляють дослідники . Порівняно з іншими існуючими гідрогелями, їхній єдиний був таким сильним, як хрящ, як під дією дроблення, так і розтягування.
Важливим елементом цього гідрогелю не є цитотоксичність, тобто він сумісний з клітинами, культивованими в лабораторії. Наступний крок: протестуйте продукт на овечих суглобах, щоб протягом трьох років можна було перейти до випробувань на людях.
Щоранку отримуйте безкоштовні оновлення новин