Кембриджские учёные создали «искусственный хрящ» для лечения артрита

Исследователи из Кембриджского университета разработали новый мягкий материал, способный распознавать химические изменения в тканях и высвобождать лекарства непосредственно в очагах воспаления. Этот гелеобразный материал реагирует на понижение pH, характерное для воспалённых суставов при артрите, изменяя свою структуру и выпуская противовоспалительные препараты. Результаты работы опубликованы в Journal of the American Chemical Society.

Фото из открытых источников / Иллюстративное изображение

Воспалённые участки суставов при артрите становятся более кислыми по сравнению с здоровыми тканями. Разработанный материал использует это отличие: при повышении кислотности он становится более мягким и податливым, что активирует высвобождение лекарственных веществ. Такой механизм позволяет направлять лечение именно на поражённые участки, снижая риск побочных эффектов, связанных с системным приёмом препаратов.

Новый материал может стать основой для создания искусственного хряща, который одновременно будет выполнять функции доставки лекарств, обеспечивая непрерывное и более эффективное лечение.

В основе разработки лежат специально сконструированные обратимые поперечные связи в полимерной сети, чувствительные к изменениям уровня кислотности. Эта особенность придаёт материалу высокую чувствительность к механическим и химическим изменениям в тканях. Исследования проводились в лаборатории профессора Орена Шермана на химическом факультете Кембриджского университета.

Профессор Шерман отметил, что сочетание свойств хрящевой ткани с возможностью адресной доставки лекарств открывает новые перспективы в лечении заболеваний суставов. Первый автор работы доктор Стивен О’Нил добавил, что такой материал способен «чувствовать» изменения в организме и реагировать на них, что может уменьшить необходимость частого приёма лекарств и повысить комфорт пациентов.

Отличительной особенностью этой системы является её работа за счёт естественных химических процессов организма, без необходимости внешних стимулов, таких как свет или тепло. В лабораторных условиях учёные имитировали лекарственное вещество с помощью флуоресцентного красителя и показали, что при уровне кислотности, характерном для воспалённых суставов, материал высвобождает значительно больше вещества.

Соавтор исследования доктор Джейд МакКьюн подчеркнула, что химический состав геля можно настраивать для высокой чувствительности к небольшим изменениям кислотности в тканях, что позволяет доставлять лекарства именно там, где это необходимо. По мнению исследователей, технология может быть адаптирована для лечения различных заболеваний, включая онкологию, с возможностью контролировать скорость и длительность высвобождения препаратов.

На следующем этапе работы ученые собираются провести тестирование материала на живых организмах для оценки его безопасности и эффективности в реальных условиях.