Американцы создали рассасывающийся электрический имплантат для заживления переломов

Jason Daley / University of Wisconsin–Madison

Американские ученые разработали электрический имплантат, который ускоряет заживление переломов, а затем рассасывается в теле. Пока испытания провели на крысах: у них перелом берцовой кости зажил за шесть недель, в то время как у животных из группы контроля линия перелома не исчезла полностью даже на десятой неделе. Исследование опубликовали в PNAS.

Классический метод лечения переломов костей — ограничение движений с помощью гипсовой повязки. Это обеспечивает организму возможность самому зарастить перелом. Такой способ требует недели и даже месяцы до полного излечения, поэтому ученые пытаются ускорить заживление перелома. Для этого они пробовали применять витамин D и кальций (правда, без особого успеха), а также гормональные препараты, у которых много побочных эффектов. Исследователи разработали в том числе и терапию стволовыми клетками, но эксперименты пока находятся на начальной стадии.

Еще один альтернативный метод лечения переломов — электростимуляция кости для ускорения заживления повреждений. Электрическое поле достаточной силы способствует пролиферации клеток и стимулирует регенерацию тканей. Однако, оборудование для электрической стимуляции в медицинских клиниках достаточно сложное и громоздкое, и требует от пациента частого посещения больницы, а от врача — специальной подготовки.

Команда американских и китайских ученых под руководством Сюйдун Вана (Xudong Wang) из Висконсинского университета в Мадисоне решили упростить процедуру электростимуляции переломов. Они создали электрический пластырь, который хирургическим путем помещается на место перелома. Прибор состоит из наногенератора на полимерной основе с двумя электродами. При сжатии генератора во время движения конечностей механическая энергия преобразуется в электрический ток, а электроды затем доставляют его в кость. Преимущество устройства в том, что его не надо удалять, оно рассасывается в теле.

Свое изобретение ученые протестировали на крысах. У животных, которым установили устройство, перелом большеберцовой кости сросся за шесть недель, в то время как в контрольной группе мышей (без установленного прибора) линия перелома не исчезла полностью даже на десятой неделе (по данным рентгена). Также у крыс, которым имплантировали прибор, минеральная плотность пораженной кости увеличилась на 27 процентов по сравнению с контрольной группой (p < 0,05). При этом весь период лечения крысы оставались относительно подвижными, а через шесть недель имплантат постепенно рассосался в теле животных.


В будущем прибору предстоит пройти испытания у людей. Изобретатели также планируют усовершенствовать его и запрограммировать так, чтобы электричество вырабатывалось в ответ на механическую энергию внутренних стимулов, например изменений артериального давления.

Риск возникновения переломов существенно повышает веганская диета. Такой вывод сделали британские ученые, когда оценили, какие шансы получить перелом есть у мясоедов, рыбоедов, веганов и вегетерианцев.

Анастасия Кузнецова

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.