Великий шовковий шлях. Нове з'єднання з двох шовків успішно відновлює перерізані нерви

Існуючі методи відновлення пошкоджених нервів не завжди ефективні й обмежені відновленням на коротких відстанях. Поєднання двох видів шовку дало змогу створити біосумісний метод, який обіцяє відновити пошкоджені нерви на великих відстанях, пише New Atlas.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!

Периферичні нерви відіграють найважливішу роль у передачі повідомлень від головного та спинного мозку до решти частин тіла. Коли ці нерви пошкоджені, зв'язок між мозком та м'язами або органами порушується, що призводить до цілої низки проблем. Стандартне лікування для відновлення пошкодженого периферичного нерва передбачає використання аутотрансплантата, коли пошкоджену ділянку видаляють та замінюють нервом з іншої частини тіла. Однак успіх пересадки нервів може бути непередбачуваним.

Нервові провідники, що являють собою трубчасті структури, які використовуються для подолання розриву між перерізаними нервами, існують уже близько 30 років. Однак їх можна використовувати тільки для усунення невеликих розривів. Схвалені нервові провідники нині застосовуються тільки для усунення дефектів нервів на невеликій відстані до 1,2 дюйма (3 см). За великих відстаней для забезпечення необхідної структурної та клітинної підтримки потрібен внутрішній каркас.

Дослідники з Оксфордського університету та Медичного університету Відня розробили новий нервовий провідник, який демонструє потенціал для регенерації нервів на великих відстанях. Провідник виготовлений шляхом з'єднання двох різних типів натурального шовку, отриманого від шовкопрядів (Bombyx mori) та павуків-ткачів золотого орла (Trichonephila edulis).

Попередні дослідження вже показали переваги використання шовку як біоматеріалу. Шовк кокона тутового шовкопряда складається з білків фіброїну та серицину, які одночасно є біосумісними, еластичними та міцними. Фіброїн шовку може викликати загоєння ран, стимулюючи ріст та проліферацію клітин. На відміну від нього, шовк із павутиння павука-ткача володіє чудовими механічними властивостями, такими як висока міцність на розрив і гнучкість.

В останньому дослідженні вчені об'єднали властивості фіброїну шовку, відновленого в трубки, та ниток натурального павукового шовку, щоб створити канал, відомий як трубка "шовк у шовку". Стінка каналу виготовлена з фіброїну шовку тутового шовкопряда та заповнена волокнами павукового шовку, які діють як внутрішня напрямна структура, подібно до поручнів для нервів. Це перший випадок, коли ці два види шовку були об'єднані для створення каналу для відновлення нервів.

Відрізавши праві сідничні нерви щурів, залишивши зазор у 10 мм, дослідники випробували на них нервовий провідник. Вони виявили, що пошкоджені нерви добре адаптувалися до шовкових нервових провідників, росли вздовж шовкових ниток та успішно з'єднували відрізані кінці.

Лоренц Семмлер, перший автор дослідження, заявив: "Під час нашого дослідження з'ясувалося, що периферичні нерви добре функціонують, коли такі нитки зроблені з шовку, причому павуковий шовк, очевидно, кращий для напрямних".

Дослідники краще зрозуміли молекулярну структуру шовкових трубок шовкопряда і виявили, що їхня пористість дає змогу обмінюватися життєво важливими поживними речовинами і відпрацьованими продуктами в процесі загоєння. Крім того, було помічено, що клітини, відповідальні за регенерацію нервів, прилипають до обох типів шовку.

За словами Семмлера: "У межах нашого дослідження ми не тільки домоглися успіху у відновленні нервів, а й змогли детально проаналізувати компоненти процесу загоєння".

Використання природних матеріалів для нервових провідників має низку переваг перед синтетичними речовинами. Павучий шовк є біорозкладним та викликає мінімальну імунну відповідь у тваринних моделях. Крім того, його можна масштабувати: один урожай, зібраний з павука-ткача, здатний дати близько 10 м шовку, що достатньо для заповнення нервового провідника довжиною 10 мм. Пориста природа шовку тутового шовкопряда може дати змогу включити в нього біоактивні молекули, що сприяють регенерації нервів на великих відстанях.

"Шовк тварин має виняткові механічні та біологічні властивості й універсальні виробничі можливості для сприяння реінжинірингу тканин, — сказав Фріц Фольрат, співавтор дослідження, — Наші вдосконалені нервові провідники "шовк у шовку" поєднують у собі чудову здатність шовку шовковичного шовкопряда до обробки в тривимірні структури з видатними властивостями клітинної адгезії павукового драглинного шовку".

Дослідники мають намір використовувати свої результати для створення "готових" нервових провідників, які можна буде використовувати для лікування пошкоджень периферичних нервів у людей.

Раніше Фокус писав про те, що перець чилі здатний загоювати пошкоджені нерви. У ньому міститься певна молекула, яка здатна зменшувати біль та регенерувати тканини.