Секрет морского червя лег в основу нового суперклея 

Профессор биоинженерии Рассел Стюарт из Университета Юты и его коллеги синтезировали новый клей, с помощью которого станет возможным собирать воедино поврежденные ткани организма. Ученые предвкушают настоящий переворот в медицине, ведь благодаря их разработке переломы и травмы, при которых происходит раздробление суставов, будут излечиваться гораздо быстрее. Кроме того, однородная органическая структура клея сведет риск появления послеоперационных осложнений к минимуму. Такая особенность нового препарата позволит перевести на новый уровень всю травматологию. 

Однако исследователи не торопятся присваивать лавры первооткрывателей себе, говоря, что успехом они обязаны… морскому песчаному червю. Этот маленький обитатель подводных глубин строит себе жилище из песчинок и ракушек, скрепляя их выделяемым им клейким веществом. Заинтересовавшись свойствами этого клея, Рассел Стюарт провел эксперимент. Нескольким особям песчаного червя в качестве строительного материала подбрасывали вместо песчинок сначала кремний, а потом и частички костной и суставной тканей коровы. Черви одинаково прочно склеивали любой материал.

Особую радость биоинженеров вызвал тот факт, что частички суставов были склеены идеально, — клей не только скреплял, но и обволакивал элементы сустава, сглаживая все неровности и делая получившийся кусочек сустава идеально гладким. Врачам известно, что после раздробления сустава восстановить его первоначальную форму не удается — неоднородность и шероховатости неминуемо приведут к артриту и воспалению сустава. «Если такой клей появится на вооружении у хирургов, мы будем только рады, — отметил РБК daily пластический и лазерный хирург Максим Осин. — Пока же медики пользуются консервативными методами, которые, как бы ни минимизировали последствия травмы, все равно вернуть поврежденную ткань в первоначальное состояние не могут».

Изучив состав природного клея, ученые создали его синтетический аналог. Природный вариант клея состоит из естественных полимеров: двух белков, ионов кальция и магния и вещества, названного учеными допа, также присутствующего в организме моллюсков, которые с его помощью прикрепляются к скалам. Синтетический аналог практически в точности повторяет свой прототип, однако вместо белков в нем содержатся водорастворимые синтетические полимеры, состоящие из молекул акриламида.

«Действительно, многие белки обладают клеящими свойствами, которые объясняются высоким содержанием в них аминокислот глицина и аланина. Так, на основе белков линейной структуры, из которых состоят хрящевая ткань и сухожилия животных, раньше варили клей. Яичный белок тоже применялся в качестве скрепляющего вещества: дома, построенные на цементе с добавлением белка, стоят столетиями, — рассказал кандидат медицинских наук, доцент кафедры биохимии РГМУ Николай Адрианов. — Тем не менее сам по себе природный клей не отличается высокой прочностью. Именно поэтому, взяв за основу один из видов природного клея, ученые все же изменили его структуру в целях усовершенствования. Клей на основе акрила гораздо прочнее натуральных клеев, он дешевле и, кроме того, оставляет поле для дальнейших разработок — манипулировать синтетическими полимерами, изменяя их характеристики, гораздо проще, нежели естественными белками».

Уже сегодня клей проверяется на подопытных животных. В течение следующих пяти лет планируется провести эксперименты с участием людей и потихоньку начать его внедрение в пластическую хирургию и травматологию. Правда, уже сейчас ученые настаивают на том, что клей предназначен для относительно небольших травм — при переломах костей бедра или таза он не поможет.

Наиболее эффективно клей покажет себя при повреждениях коленей, запястий, лодыжек, суставов, лицевых костей и черепа. Кроме того, клей может выступать в качестве проводника антибиотиков и других лекарств. Например, добавив в него молекулы анальгетиков, врачи избавят пациента от постоянной боли в поврежденном суставе. А наиболее смелая идея состоит в том, чтобы добавлять в такой клей еще и стволовые клетки. В данном случае он будет выступать и проводником, и вспомогательным каркасом. Так, попадая вместе с клеем в сустав, стволовые клетки будут трансформироваться в клетки сустава и заполнять собой поврежденные участки. Заполняя трещины, клей будет доставлять стволовые клетки именно в травмированные участки, чтобы ткань чрезмерно не разрасталась.

Пока стволовые клетки будут в процессе перерождения и сустав полностью не восстановится, клей обеспечит целостность ткани. А когда сустав регенерируется и надобность в защитной оболочке отпадет, клей, будучи биологически совместимым с органическими тканями, просто рассосется. При этом действовать клей начинает только во влажной и теплой среде, оставаясь неактивным на воздухе. Так что его введение в поврежденный участок будет возможно с помощью обыкновенного шприца. По словам Рассела Стюарта, использование такого органического клея в «ювелирной» хирургии избавит многих людей от долгого мучительного лечения и нежелательных последствий травмы.

www.rbcdaily.ru