Уникальный гидрогель помогает восстановить мышцы и нервную проводимость

В серии испытаний инъекционный тканевой протез не только содействовал проведению электрических импульсов в поврежденных мышцах, но и ускорял заживление.

Состав «протеза» был подобран таким образом, чтобы его свойства были максимально приближены к естественным. Так, биоразлагаемый гидрогель сформулирован на основе гиалуроновой кислоты и дополнен фенилборатом и наночастицами золота. Фенилборат выполняет функцию сшивающего агента и поддерживает структуру гидрогеля после введения, а благодаря золотым наночастицам субстанция позволяет проводить импульсы от нервов к мышцам, стимулируя более быстрое восстановление структуры мышц и их сократительной активности.

В экспериментах повреждения мышц диаметром 8 миллиметров, заполненные гидрогелем, восстанавливались в течение четырех недель. Гистологическое исследование показало, что миофибрилл после такого восстановления было намного больше, чем у контрольных животных.

Гидрогель продемонстрировал высокую растяжимость при введении в седалищный нерв, даже в условиях сгибания и растяжения. Он способствовал проведению различимых механорецепторных сигналов при сильном и слабом почесывании лапы и постукивании по стопе. Проведение сигнала работало и в обратном направлении: при стимулировании нерва происходило сокращение мышц.

Инъекционный тканевой протез вызывал умеренный иммунный ответ и демонстрировал постепенную деградацию и приемлемую долгосрочную биосовместимость. Золото из гидрогеля обнаруживалось в печени, почках и селезенке, но не вызывали значительных явлений токсичности.

Также авторам удалось показать потенциал совместного применения роботизированных систем для реабилитации с электропроводящими гидрогелями. В последних испытаниях ученые использовали для реабилитации поврежденных мышц мышей роботизированную установку с системой обратной связи. К седалищному нерву и мышцам подключались электроды, регистрирующие проведение электрического импульса. Введение гидрогеля повышало электропроводимость в поврежденных тканях, установка на это реагировала и запускалась, помогая животному нормально передвигаться. В случаях, когда гидрогель не применяли, электропроводимость была низкой и установка не запускалась, соответственно, нарушения передвижения не корректировались.