Иногда мягкий лучше, чем жёсткий

Твёрдые имплантаты раздражают мозг

Кирилл Стасевич, Компьюлента

Медики сталкиваются с проблемой отторжения не только при пересадке органов, но и тогда, когда в организм приходится вводить искусственные имплантаты из небиологических материалов. В ответ на появление инородного тела иммунитет запускает воспаление, что приводит к рубцеванию ткани вокруг имплантата, и такой рубец, оказавшись во внутреннем органе, может сильно нарушить его работу.

Хотя учёные десятилетиями пытались найти способ подавления конфликта между организмом и имплантатом, почти никто при этом не задумывался о том, как на эту коллизию влияют физические свойства материала инородного тела. Между тем реакция, например, мозга на введённые в него электроды будет всё равно весьма агрессивной, даже если электроды сделаны из химически инертного материала, причём даже тогда, когда они не работают. То есть ответ организма в этом случае не зависит ни от химического состава, ни от электрического раздражения.

В действительности, как показали исследователи из Кембриджа (Великобритания), всё дело тут в жёсткости имплантируемого электрода.

Жёсткость электрода и жёсткость мозга отличаются на порядки, поэтому нервная ткань вполне может испытать сильный стресс по механическим причинам. Чтобы проверить своё предположение, Кристиан Франце (Kristian Franze) и его коллеги попробовали вырастить мышиные астроциты и клетки микроглии (вспомогательные клетки нервной ткани) на нескольких субстратах, одинаковых по химическому составу, но различающихся по жёсткости: в одном случае субстрат был таким же мягким, как мозг, в другом – его жёсткость была сравнима с жёсткостью мышцы, а третий был ещё жёстче.

Как пишут исследователи в журнале Biomaterials (Moshayedi et al., The relationship between glial cell mechanosensitivity and foreign body reactions in the central nervous system), клетки, выросшие на более или менее жёстком материале, были слишком плоскими, а те, что росли на самой мягкой подложке, больше остальных походили на натуральные клетки из мозга. Кроме того, у тех, что росли на жёстком, активнее работали гены и белки, связанные с воспалительной реакцией на инородное тело.

Астроцит мозга мыши, выросший на твёрдом (слева) и на мягком (справа) субстрате
(фото авторов работы).

Наконец, учёные проверили то, как отреагирует мозг мышей, если в него ввести инородные тела разной жёсткости. Легко догадаться, что воспалительное возмущение мозга было прямо пропорционально жёсткости объекта.

А это значит, что химическая инертность имплантата – это ещё не всё: необходимо учитывать и его физические характеристики, по крайней мере относительную жёсткость. Электроды вводятся в мозг не только ради научных экспериментов, но и в лечебных целях – к примеру, чтобы подавить дрожание мышц при болезни Паркинсона, поэтому полученные результаты имеют самое насущное значение. В дальнейшем исследователи собираются проверить, как реагируют на физические параметры инородных тел другие ткани.

Подготовлено по материалам Кембриджского университета: Filling me softly.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
14.02.2014