Naukowcy opracowali wstrzykiwalny hydrożel wzmacniający kości

„Bez skutecznych środków zapobiegawczych około 40% kobiet w wieku 50 lat i starszych dozna co najmniej jednego poważnego złamania osteoporotycznego; wśród mężczyzn odsetek ten wynosi około 20%” – wyjaśnia Dominique Pioletti, kierownik Laboratorium Ortopedii Biomechanicznej w EPFL. Złamania w okolicy biodra lub szyjki kości udowej są szczególnie poważne, ze wskaźnikiem śmiertelności wynoszącym 20% w ciągu roku od urazu.

Obiecujące rozwiązanie: wstrzykiwalny hydrożel

Aby sprostać potrzebie szybszego leczenia, naukowcy z EPFL opracowali wstrzykiwalny hydrożel składający się z nanocząsteczek kwasu hialuronowego i hydroksyapatytu. Hydrożel ten jest wstrzykiwany bezpośrednio w osłabione obszary kości, gdzie działa jak rusztowanie, wspomagając regenerację kości i poprawiając ich gęstość.

W badaniach przedklinicznych z wykorzystaniem modeli mysich, hydrożel był w stanie zwiększyć gęstość kości dwu- lub trzykrotnie w ciągu zaledwie dwóch tygodni. Co godne uwagi, hydrożel doskonale integruje się z tkanką kostną, nie powodując stanu zapalnego ani odrzutu, co świadczy o doskonałej biozgodności.

Poprawa wyników leczenia za pomocą kombinacji leków

Zespół badał również skuteczność hydrożelu w połączeniu z konwencjonalnymi lekami na osteoporozę. W badaniach łączono hydrożel z parathormonem, ogólnoustrojowym stymulatorem wzrostu kości, a w niektórych przypadkach dodawano lek antyresorpcyjny zoledronian bezpośrednio do formulacji hydrożelu.

Wyniki były niezwykłe: gęstość kości w miejscu wstrzyknięcia wzrosła 4,8-krotnie w ciągu zaledwie kilku tygodni. Jak wyjaśnia Pioletti: „Nasze wyniki sugerują, że wstrzykiwalne hydrożele z miejscowym uwalnianiem środków antykatabolicznych mogą uzupełniać ogólnoustrojową terapię anaboliczną poprzez szybkie zwiększenie miejscowej gęstości kości”. To podwójne podejście może bezpośrednio wspierać pacjentów z wysokim ryzykiem złamania, łącząc korzyści szybkiej naprawy miejscowej z długoterminowym leczeniem ogólnoustrojowym.

Nauka stojąca za innowacją

Skuteczność hydrożelu wynika z jego zaawansowanej biomimetycznej konstrukcji. Kwas hialuronowy tworzy miękką, hydrofilową strukturę, która naśladuje naturalne środowisko kości, umożliwiając komórkom kostnym infiltrację i inicjację regeneracji. Nanocząsteczki hydroksyapatytu naśladują strukturę kości i chemicznie stymulują osteoblasty (komórki kościotwórcze).