Ученые из Института металлургии и материаловедения имени А.А. Байкова РАН, впервые в мире с коллегами синтезировавшие трехмерные аналоги костной ткани на орбите, использовали магнитный биоассемблер. Это устройство, в котором под действием магнитных полей из молекул собирается полноценная ткань.Важно, что на Земле был проведен контрольный эксперимент: в таком же биоассамблере. Исследователи поместили в установку раствор (буфер) с порошком фосфата кальция - из него формировался 3D-аналог. Почему выбрали фосфат кальция? По химическому составу он очень близок к неорганическому компоненту кости и биосовместим.
Под действием магнитных полей из фосфата кальция за двое суток сформировались образцы ткани размером около пяти миллиметров. Костные трансплантаты такого размера широко используются сегодня в хирургии, стоматологии. Полученные на МКС образцы доставили на Землю. Как выяснилось, кристаллы в космосе росли с одинаковой скоростью во всех направлениях: на них не действовала гравитация.
Биологи провели доклинические испытания образцов, использовав их для восстановления дефекта черепа у лабораторных крыс. Уже спустя три месяца вокруг вариантов образцов - с МКС и синтезированных на Земле - стали появляться отдельные клетки новой костной ткани. А через пять месяцев стали видны различия между имплантами. К примеру, в эксперименте с "земными" количество новой костной ткани увеличилось мало: появились только отдельные ее островки и тонкие ободки. Вокруг же образцов из космоса, напротив, сформировались широкие полосы.
О чем это говорит? Материалы, синтезированные в условиях микрогравитации, способствуют быстрому восстановлению повреждений. То есть более регулярная структура оказывается лучшей основой для роста и деления клеток. "Разработанные "космические" материалы могут использоваться для замещения и регенерации дефектов костной ткани как на Земле, так и в длительных космических миссиях", - подчеркивает руководитель проекта член-корреспондент РАН, директор ИМЕТ РАН Владимир Комлев. Результаты исследования опубликованы в Biomedical Technology.