Для восстановления повреждений хрящевой ткани медики используют микрофактуринг – вид хирургического вмешательства. При подобной манипуляции в кости делается ряд микроотверстий, через них место травмы заполняется стволовыми клетками костного мозга. Чтобы в месте регенерации задерживалась кровь с клетками костной ткани, отверстия накрываются специальной мембраной – скаффолдом.

Ученые ИТМО обратили внимание, что по своим механическим и физическим свойствам паутина тигрового паука может хорошо справиться с данной ролью благодаря высокой биосовместимости и биоразлагаемости. Они покрыли ее магнитными наночастицами, которые способны нагреваться и приводить к разрушению липосом, а затем способствовать высвобождению лекарственных средств в месте повреждения тканей. Это дает таргетное воздействие. Волокна паутины при этом обеспечивают направленный рост, а также выполняют поддерживающую функцию для клеток.

Покрытая магнитными наночастицами паутина в перспективе может использоваться не только для таргетного воздействия, но и при операциях по восстановлению поврежденной хрящевой и суставной ткани. Ученые провели эксперименты in vitro. Они показали, что их изобретение способствует синтезу хрящевой ткани из клеток фибробластов, а контролируемая температура позволяет целенаправленно высвобождать лекарственное средство (антибиотики для заживления места травмы) при воздействии переменного магнитного поля.

Ученые уже ведут переговоры о сотрудничестве с медицинскими учреждениями. Помимо этого, вместе со специалистами кафедры травматологии, ортопедии и хирургии катастроф Сеченовского университета они планируют создавать на основе паутины имплантаты для регенерации мениска коленного сустава.

В планы также входит замена паутины на фиброин шелкопряда, поскольку он является более доступным и масштабируемым материалом. Стоит отметить, что в дальнейшем скаффолды из шелка ученые планируют изготавливать уже с использованием 3D-биопечати.