Унікальний гідрогель допомагає відновити м'язи та нервову провідність

У серії випробувань інʼєкційний тканинний протез не лише сприяв проведенню електричних імпульсів у пошкоджених мʼязах, а й прискорював загоєння.

Склад «протезу» був підібраний таким чином, щоб його властивості були максимально наближені до природних. Так, гідрогель, що розкладається, сформульований на основі гіалуронової кислоти і доповнений фенілборатом і наночастинками золота. Фенілборат виконує функцію зшиваючого агента і підтримує структуру гідрогелю після введення, а завдяки золотим наночастинкам субстанція дозволяє проводити імпульси від нервів до мʼязів, стимулюючи швидше відновлення структури мʼязів та їх скорочувальної активності.

В експериментах ушкодження мʼязів діаметром 8 міліметрів, заповнені гідрогелем, відновлювалися протягом чотирьох тижнів. Гістологічне дослідження показало, що міофібрил після такого відновлення було набагато більше, ніж у контрольних тварин.

Гідрогель продемонстрував високу розтяжність при введенні в сідничний нерв, навіть в умовах згинання та розтягування. Він сприяв проведенню помітних механорецепторних сигналів при сильному і слабкому чуханні лапи та постукуванні по стопі. Проведення сигналу працювало також у зворотному напрямку: при стимулюванні нерва відбувалося скорочення мʼязів.

Інʼєкційний тканинний протез викликав помірну імунну відповідь і демонстрував поступову деградацію та прийнятну довгострокову біосумісність. Золото з гідрогелю виявлялося у печінці, нирках та селезінці, але не викликали значних явищ токсичності.

Також авторам вдалося показати потенціал спільного застосування роботизованих систем для реабілітації з електропровідними гідрогелями. В останніх випробуваннях вчені використовували для реабілітації пошкоджених мʼязів мишей роботизоване встановлення з системою зворотного звʼязку. До сідничного нерва та мʼязів підключалися електроди, що реєструють проведення електричного імпульсу. Введення гідрогелю підвищувало електропровідність у пошкоджених тканинах, установка на це реагувала та запускалася, допомагаючи тварині нормально пересуватися. У випадках коли гідрогель не застосовували, електропровідність була низькою, і установка не запускалася, відповідно, порушення пересування не коригувалися.