Μια ιδιαίτερα ελπιδοφόρα επιστημονική εξέλιξη έρχεται από το King’s College London, όπου ερευνητές αξιοποίησαν μαλλί προβάτου για να δημιουργήσουν ένα νέο βιώσιμο βιοϋλικό ικανό να συμβάλει στην αποκατάσταση κατεστραμμένων οστών.

Η ερευνητική ομάδα δοκίμασε το υλικό σε ζωικά μοντέλα και διαπίστωσε ότι μπορούσε να καθοδηγήσει την ανάπτυξη νέου οστικού ιστού στις τραυματισμένες περιοχές.

Παράλληλα, εργαστηριακές δοκιμές σε ανθρώπινα οστικά κύτταρα έδειξαν ιδιαίτερα θετικά αποτελέσματα.

Το μυστικό βρίσκεται στην κερατίνη

Το νέο υλικό βασίζεται στην κερατίνη, μια φυσική δομική πρωτεΐνη που προέρχεται από το μαλλί.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η κερατίνη αποδείχθηκε ικανή να υποστηρίξει την αναγέννηση οστών μέσα σε ζωντανό οργανισμό.

Μάλιστα, ο οστικός ιστός που δημιουργήθηκε έμοιαζε περισσότερο με φυσιολογικό και υγιές οστό σε σύγκριση με αυτόν που παράγεται μέσω των υλικών που χρησιμοποιούνται σήμερα ως βασικό πρότυπο.

Ο Δρ. Σέριφ Ελσαρκαουί από τη Σχολή Οδοντιατρικής, Στοματικών και Κρανιοπροσωπικών Επιστημών του πανεπιστημίου δήλωσε: «Είμαστε πραγματικά ενθουσιασμένοι που δείχνουμε για πρώτη φορά πως ένα υλικό βασισμένο στο μαλλί δοκιμάστηκε με επιτυχία σε ζωντανό ζώο για την αποκατάσταση οστών».

Πιο φιλική λύση για το περιβάλλον

Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι το νέο υλικό έχει σημαντικό πλεονέκτημα και σε επίπεδο βιωσιμότητας.

Το μαλλί είναι φυσικής προέλευσης, ανανεώσιμο και συχνά καταλήγει ως υποπροϊόν ή απόβλητο της κτηνοτροφικής παραγωγής.

Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να αποτελέσει μια λύση τόσο οικολογική όσο και κατάλληλη για μαζική αξιοποίηση στο μέλλον.

Το πρόβλημα με το κολλαγόνο

Εδώ και δεκαετίες, το κολλαγόνο θεωρείται το βασικό υλικό αναφοράς σε πολλές εφαρμογές αναγεννητικής ιατρικής και οδοντιατρικής.

Χρησιμοποιείται ως προστατευτικό υπόστρωμα που εμποδίζει τους μαλακούς ιστούς να παρεμβαίνουν στην επούλωση, επιτρέποντας στα οστά να αναπτυχθούν ξανά.

Ωστόσο, παρουσιάζει αδυναμίες. Είναι σχετικά εύθραυστο, μπορεί να αποδομηθεί γρήγορα και σε ορισμένες περιπτώσεις δεν αντέχει τις πιέσεις που απαιτούνται για την αποκατάσταση οστών που φέρουν βάρος ή δέχονται έντονη καταπόνηση. Επιπλέον, η εξαγωγή του είναι σύνθετη και δαπανηρή.

Ο Δρ. Ελσαρκαουί τόνισε: «Από ερευνητική σκοπιά, πρόκειται για σημαντικό ορόσημο. Η κερατίνη μπορεί να εξελιχθεί σε μια νέα κατηγορία αναγεννητικών βιοϋλικών, ικανή να αμφισβητήσει τη μακροχρόνια εξάρτηση από το κολλαγόνο».

Δοκιμές σε ανθρώπινα κύτταρα και σε ζώα

Οι επιστήμονες δημιούργησαν ειδικές μεμβράνες από κερατίνη που εξήχθη από μαλλί και τις επεξεργάστηκαν χημικά ώστε να αποκτήσουν σταθερότητα και ανθεκτικότητα.

Στη συνέχεια τις δοκίμασαν σε ανθρώπινα οστικά κύτταρα στο εργαστήριο. Τα κύτταρα αναπτύχθηκαν φυσιολογικά και παρουσίασαν ξεκάθαρα σημάδια υγιούς οστικής δημιουργίας.

Ακολούθησαν πειράματα σε αρουραίους με κρανιακά ελλείμματα τέτοιου μεγέθους ώστε να μην επουλώνονταν από μόνα τους. Για αρκετές εβδομάδες, οι ερευνητές παρακολουθούσαν την ικανότητα των μεμβρανών κερατίνης να στηρίζουν τη δημιουργία νέου οστού.

«Ουσιαστικά αποδείξαμε τη λειτουργία της τεχνολογίας σε ζωικό μοντέλο, κάτι που την ξεπερνά από το στάδιο μιας απλής θεωρητικής ιδέας υλικού», δήλωσε ο δρ Ελσαρκαουί.

«Αποδείξαμε ότι η κερατίνη μπορεί να υποστηρίξει την αναγέννηση οστών μέσα σε ζωντανό βιολογικό σύστημα, φέρνοντας την τεχνολογία πολύ πιο κοντά στην εφαρμογή σε πραγματικούς ασθενείς».

Πιο οργανωμένο και ισχυρό οστό

Παρότι οι μεμβράνες κολλαγόνου παρήγαγαν συνολικά μεγαλύτερη ποσότητα νέου οστού, τα υποστρώματα κερατίνης δημιούργησαν οστό πιο οργανωμένο και μηχανικά πιο σταθερό.

Οι ίνες του ήταν καλύτερα ευθυγραμμισμένες και η δομή του θύμιζε περισσότερο φυσικό, υγιές οστό.

Επιπλέον, οι μεμβράνες ενσωματώθηκαν ομαλά στους γύρω ιστούς και παρέμειναν σταθερές καθ’ όλη τη διάρκεια της επούλωσης – δύο κρίσιμα χαρακτηριστικά για μελλοντική ιατρική χρήση.

Τι σημαίνει η ανακάλυψη

Η συγκεκριμένη έρευνα ανοίγει τον δρόμο για νέα, πιο οικονομικά και βιώσιμα υλικά στην αποκατάσταση οστών, τα οποία θα μπορούσαν στο μέλλον να χρησιμοποιηθούν σε επεμβάσεις ορθοπαιδικής, γναθοχειρουργικής και οδοντιατρικής αναγέννησης.