Возможно, вскоре мы отдадим нашу ненужную яичную скорлупу науке благодаря новым исследованиям, в ходе которых скорлупа скромных куриных яиц использовалась для создания нового биоактивного материала для изготовления безопасных и эффективных костных трансплантатов.
Костная пластика — распространенный способ заполнения пустот или промежутков в костях, вызванных травмой или хирургическим вмешательством, например, резекцией опухоли. Во всем мире ежегодно выполняется около двух миллионов костных трансплантатов в ортопедической, нейрохирургической, пластической и стоматологической хирургии.
Материалы для костных трансплантатов поступают из разных источников. В аутологичных трансплантатах используется кость человека, получающего трансплантат. В аллогенных трансплантатах используется донорская кость, собранная во время хирургических процедур, таких как замена тазобедренного сустава, и продезинфицированная для использования в других целях. Ксеногенную кость получают из неживой кости другого вида, обычно коров или свиней, и обрабатывают при высоких температурах, чтобы избежать иммунного отторжения и заражения.
Благодаря своей способности образовывать новую кость аутологичные и аллогенные трансплантаты остаются золотым стандартом. Хотя ксеногенные трансплантаты являются возможной альтернативой, они зависят от наличия материалов животного происхождения, которые несут высокие экологические издержки и вызывают этические проблемы. Чтобы создать безопасный и эффективный материал для ксенотрансплантата, исследователи обратились к скромному, но многочисленному куриному яйцу.
Исследователи разработали новый метод растворения-осаждения для создания частиц аморфного фосфата кальция (ACP) из скорлупы куриных яиц. ACP необходим для формирования минерализованной, то есть твердой и прочной кости, и ранее использовался в качестве заменителя кости из-за его компонентов.
«Яичная скорлупа является идеальным сырьем для синтеза материалов для костных трансплантатов. так как он содержит много компонентов кальция и фосфора», — сказал Цяньли Ма, ведущий автор исследования. «Кроме того, в яичной скорлупе также содержатся некоторые микроэлементы, связанные с регенерацией костей, такие как магний и стронций».
Чтобы создать свой «ACP яичной скорлупы», исследователи сначала нагревали яичную скорлупу при температуре 1652 ° F (900 ° C) в течение часа, чтобы разложить органическое вещество и превратить карбонат кальция в оксид кальция. Оксид кальция добавляли к дистиллированной воде, создавая белую суспензию. К суспензии примешивали фосфорную кислоту, а осадок АФК фильтровали и промывали дистиллированной водой перед погружением в жидкий азот.
В другом первом исследовании исследователи встроили частицы ACP в трехмерный сфероид, чтобы лучше проанализировать костеобразующую (остеогенную) активность частиц посредством взаимодействия между костной тканью хозяина и материалами трансплантата.
Они обнаружили, что in vitro частицы АСР яичной скорлупы реалистично взаимодействовали с остеобластами, клетками, из которых строится кость. Кроме того, они были нетоксичны, иммуносовместимы и эффективны в стимулировании регенерации кости.
«Этот метод обещает создать неограниченный запас биоактивных и устойчивых материалов для костных трансплантатов при одновременном снижении загрязнения окружающей среды», — сказал Ховард Йостейн Хауген. , корреспондент автора исследования. «Остеобластические сфероиды, построенные в ходе исследования, представляют собой более практичную модель исследования биоматериалов, отражающую трехмерные взаимодействия между клетками и биоматериалами».
Исследователи надеются, что их результаты будут стимулировать дальнейшие исследования в области использования обычных пищевые отходы как биоматериал.
Исследование опубликовано в журнале Smart Materials in Medicine.
