Остеоартрит, захворювання, що викликає сильний біль в суглобах, вражає понад 20 мільйонів людей у Сполучених Штатах. Деякі лікарські препарати можуть допомогти полегшити біль, але досі не було жодних методів лікування, які можуть змінити або сповільнити зношування хряща, пов'язане з цим захворюванням.

Щоб поліпшити лікування остеоартриту, інженери Массачусетського технологічного інституту розробили новий матеріал, який вводить препарати безпосередньо в хрящ. Матеріал може проникати глибоко в хрящ, доставляючи ліки, які можуть потенційно загоювати пошкоджені тканини.

Хрящ в колінному суглобі

«Цей спосіб дозволяє напряму доставити в клітини, які захворіли, ліки, здійснювати різні види терапії, які можуть змінити їх поведінку», – розповідає Паула Хеммонд, керівник відділу хімічного машинобудування Массачусетського технологічного інституту, член Інституту Массачусетського технологічного інституту ім. Cancer Research, автор дослідження.

У дослідженні на щурах вчені показали, що надання експериментального препарату, його назвали інсуліноподібний фактор росту 1 (IGF-1), запобігало руйнування хряща набагато ефективніше, ніж ін'єкція препарату в суглоб самостійно.

Сфера форми молекули, яку придумали вчені, містить багато розгалужених структур, так званих дендримерів, які відділяються від центрального ядра. Молекула має позитивний заряд на кінчику кожної з її гілок, що допомагає їй зв'язуватися з негативно зарядженим хрящем. Деякі з цих зарядів можна замінити водонепроникним полімером, відомим як ПЕГ, який має позитивний заряд. Молекули IGF-1 також прикріплені до поверхні.

Коли ці частинки вводять в суглоб, вони покривають поверхню хряща, а потім починають розсіюватися через нього. Це легше зробити, ніж для вільного ІФР-1, тому що позитивні заряди сфер дозволяють їм зв'язуватися з хрящем і не дозволяють їм змиватися. Однак заряджені молекули не прилипають постійно. Завдяки гнучким ланцюгам ПЕГ на поверхні, які покривають і виявляють заряд при русі, молекули можуть ненадовго від'єднатися від хряща, що дозволяє їм рухатися глибше в тканину.

«Ми знайшли оптимальний діапазон заряду, щоб матеріал міг пов'язувати тканину і від'єднуватися для подальшої дифузії, а не бути настільки сильним, що він просто застряє на поверхні», – розповіли вчені

Коли частинки досягають хондроцитів, молекули IGF-1 зв'язуються з рецепторами на поверхнях клітин і стимулюють клітини, щоб почати продукувати будівельні блоки хряща та інших сполучних тканин. IGF-1 також сприяє росту клітин і запобігає руйнуванню хряща.

Орест ГОРЯНСЬКИЙ
для «Урядового кур’єра»