Российские ученые создали гидрогель для заполнения полостей в мозге после операций

Ученые представили гидрогель для заполнения полостей в головном мозге после операций. Инновационный материал также может использоваться для доставки противоопухолевых препаратов и обладает высокой степенью безопасности для здоровых клеток.

Исследователи из Москвы и Санкт-Петербурга разработали биосовместимый гидрогель, который может применяться для заполнения полостей в мозге после удаления опухолей или для доставки лекарств. Результаты исследования были опубликованы в журнале Carbohydrate Polymers, пишет «Медицинский вестник».

Гидрогель высвобождает противоопухолевые препараты, что помогает предотвратить повторное образование опухолей. При этом материал не представляет значительной угрозы для здоровых клеток, снижая их жизнеспособность не более чем на 25%, в то время как традиционная химиотерапия часто оказывается более токсичной.

Мягкий биосовместимый термочувствительный гидрогель состоит из коммерчески доступных соединений — нанокристаллической целлюлозы и поли(N-изопропилакриламида) — полимера, водные растворы которого при нагревании переходят из набухшего состояния в «сжатое» (гидрофобное), теряя около 90% объема.

Материал проверили на эндотелиальных (выстилающих стенки кровеносных сосудов) и астроглиальных (составляющих основу нервной ткани) клетках, которые выделили из коры головного мозга крыс. Клетки нанесли на слой гидрогеля, а затем наблюдали, как они растут и делятся. Оба типа клеток прилипли к гелю и стали разрастаться. Однако на третьи сутки клетки стали на 25% менее жизнеспособными по сравнению с выращенными в стандартном растворе. Тем не менее полученные данные о жизнеспособности клеток находились в пределах нормы.

Затем ученые «загрузили» в полученный гидрогель онкопрепарат паклитаксел и нанесли этот состав на клетки глиобластомы человека. Паклитаксел выбрали как одно из эффективных средств против различных опухолей, в том числе глиомы и глиобластомы. Введение противоопухолевого препарата позволило снизить выживаемость раковых клеток с 75% (при использовании чистого гидрогеля) до 25%. 

Полученный материал открывает новый подход к комбинированному лечению онкологических заболеваний головного мозга, считают авторы. Он включает хирургическое удаление опухоли и последующее заполнение послеоперационной полости гидрогелем, содержащим химиотерапевтический препарат. Достоинствами разработанной системы доставки будут возможность заполнять полости любой формы, а также локальный характер химиотерапевтического лечения, снижающий риск побочных эффектов.

Разработкой занимались представители Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана (Москва), Института физиологически активных веществ РАН (Москва), Института высокомолекулярных соединений РАН (Санкт-Петербург), Института цитологии РАН (Санкт-Петербург), Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург), Научного центра неврологии (Москва) и Московского физико-технического института (Москва).