Доставлять фактор роста к травмированной кости будут микрочастицы гепарина Версия для слабовидящих
Доставлять фактор роста к травмированной кости будут микрочастицы гепарина Печать Email
Новости об инновациях
02.06.2014

Травматические повреждения костей часто бывают настолько тяжелы, что организм не может справиться с повреждением самостоятельно. Чтобы помочь пациентам, врачи вводят им белки, называемые факторами роста. Однако, так как таких белков нужно много, лечение обходится недешево. Кроме того, факторы роста имеют свойство диспергировать, создавая в области травмы ненужные костные образования. Разрабатываемая в настоящее время технология может в один прекрасный день обеспечить более эффективную доставку регенерирующих кость белков – более точную и менее дорогостоящую.

1_384.jpg Ученые связали наиболее часто клинически используемый
фактор роста, BMP-2, с микрочастицами гепарина в концентрации в
1000 раз выше, чем сообщалось ранее.
(Фото: Todd McDevitt/Rhys Black)

Травматические повреждения костей, такие как полученные в результате взрыва, часто бывают настолько тяжелыми, что организм не может самостоятельно справиться с повреждением. Чтобы помочь пациентам, врачи вводят им белки, называемые факторами роста. Но так как таких белков нужно много, лечение обходится недешево. Кроме того, факторы роста имеют свойство диспергировать – распространяться вокруг места введения, – создавая в области травмы ненужные костные образования.

Новая технология, разрабатываемая в Технологическом институте штата Джорджия (The Georgia Institute of Technology, Georgia Tech) в один прекрасный день может обеспечить более эффективную доставку регенерирующих кость белков – более точную и менее дорогую.

В недавнем исследовании ученые связали наиболее часто используемый в клинике фактор роста с микрочастицами антикоагулянта гепарина в концентрациях до 1000 раз выше, чем сообщалось ранее. Кроме того, связанный с микрочастицами ростовой фактор, называемый костным морфогенетическим белком-2 (bone morphogenetic protein-2, BMP-2), длительное время остается биологически активным.

«Конечным результатом является более эффективная и пространственно контролируемая доставка этого очень мощного и очень ценного белка», – говорит руководитель исследования Тодд Мак-Дэвитт (Todd McDevitt), адъюнкт-профессор кафедры биомедицинской инженерии Georgia Tech и университета Эмори (Emory University). (Мак-Дэвитт является также директором Центра инженерии стволовых клеток (Stem Cell Engineering Center) Georgia Tech.)

Результаты этого исследования, профинансированного Национальными институтами здоровья (National Institutes of Health, NIH) и Национальным научным фондом (National Science Foundation, NSF), опубликованы в он-лайн издании журнала Biomaterials. Работа проводилась совместно несколькими лабораториями, входящими в состав Института биотехнологии и биологических наук Пети (Petit Institute for Bioengineering and Bioscience) Georgia Tech.

Исследователи разработали метод получения чистых микрочастиц гепарина из модифицированного метакриламида гепарина, которые могут быть термически сшиты с факторами роста. Эта технология позволяет избежать громоздких материалов, используемых для доставки ростовых факторов в настоящее время.

Гепарин – широко используемый антикоагулянт с химическими свойствами, которые делают его идеальным для связывания факторов роста. Исследователи установили, что микрочастицы гепарина взаимодействуют с BMP-2 с высокой аффинностью, и их способность связывать факторы роста более чем в 1000 раз превышает таковую всех исследованных на сегодня гепаринсодержащих биоматериалов.

В современных технологиях доставки BMP-2 используется коллагеновая губка, которая высвобождает большие количества препарата сразу после введения. Для компенсации потери этой высокой начальной дозы в губку загружается избыток фактора роста, что является причиной неспецифической и неэффективной доставки препарата. Исследователи добились того, что BMP-2 остается прочно связанным с гепариновыми микрочастицами и поэтому медленно высвобождается в течение длительного времени. За 28 дней из микрочастиц высвобождается всего 25 процентов фактора роста.

«Разработанные в этом исследовании микрочастицы имеют чрезвычайно высокую способность загружаться BMP-2, что является преимуществом перед современными технологиями», – говорит участник исследования адъюнкт-профессор Джонна Теменофф (Johnna Temenoff). «Такие микрочастицы могут локально создавать высокую концентрацию терапевтического белка в области повреждения без введения больших количеств биоматериала, который может занимать место и мешать формированию новых тканей».

На сегодня BMP-2 сохраняет биоактивность при высвобождении из микрочастиц в экспериментах in vitro. Кроме того, при физическом контакте с клеточной культурой загруженные им микрочастицы стимулируют размножение клеток.

Ближайшая работа в этом проекте будет направлена на то, чтобы гарантировать, что связанный с микрочастицами гаперина фактор роста сохранит свою биологическую активность in vivo.

«Если мы сможем получить более надежный ответ, используя фактически меньшее количество фактора роста, то я думаю, что мы будем близки к тому, что может стать более эффективной системой доставки», – подводит итог Мак-Дэвитт.

Оригинальная статья

Heparin microparticle effects on presentation and bioactivity of bone morphogenetic protein-2

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2014/dostavlyat-faktor-rosta-k-travmirovannoi-kosti-budut-mikrochastitsy-geparina

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта