Мед манука может оказывать благотворное влияние на заживление костных имплантатов
Замачивание коллагеновых каркасов в меде манука может увеличить их способность вырабатывать минералы и способствовать остеогенезу, однако, по мнению исследователей, каркасы обладают небольшой устойчивостью к бактериальным инфекциям.
Группа, возглавляемая Бренданом Харли, кандидатом наук из Иллинойского Университета в Урбане-Шампейне, использовала коллагеновые каркасы для изучения того, можно ли использовать мед манука для подавления роста синегнойной палочки (Pseudomonas aeruginosa) и золотистого стафилококка (Staphylococcus aureus), двух бактерий, которые обычно поражают кости лицевого черепа при переломах.
"Существует растущая потребность в моделировании и предотвращении инфекции в биорезорбируемых имплантатах, а именно биоматериалы, полученные из внеклеточного матрикса (ECM). Это связано с продвижением этих материалов в области репаративной регенерации", - написали Харли и его коллеги в исследовании. "Однако на сегодняшний день многие исследования по-прежнему сосредоточены на предотвращении заражения материалов из металлических сплавов".
Харли объяснил, что кости лица и черепа могут быть поражены широким спектром заболеваний, включая дефекты волчьей пасти, травматические повреждения, рак и потерю костной массы из-за ношения зубных протезов. Костные протезы, которые обычно используются для регенерации недостающих тканей, уязвимы для бактериальной инфекции.
В ходе исследования ученые выяснили, можно ли использовать мед манука, который производится из чайных деревьев, для борьбы с бактериальной инфекцией и стимулирования роста костей. Исследователи добавляли мед манука в каркасы двумя различными способами: инкорпорацией и замачиванием.
По первому способу они добавляли мед в суспензию коллагена. Затем смесь использовали для изготовления каркасов, в структуру которых был встроен мед. Вторая технология подразумевала замачивание подготовленных коллагеновых каркасов в меде манука в течение 40 часов. В обоих случаях исследователи проверяли, влияет ли добавление меда манука на рост костей и появляется ли сопротивление к бактериальной инфекции.
Они обнаружили, что, когда каркасы пропитывали 5%-ным медом, происходило более высокое образование минералов и выработка остеопротегерина, что указывало на рост кости.
Отдельные клетки P. aeruginosa (оранжевый цвет) на поверхности коллагенового каркаса (синий цвет). Изображение предоставлено Марли Дьюи, Иллинойский Университет в Урбане-Шампейн.
"Эта работа продемонстрировала, что замачивание минерализованных коллагеновых каркасов в 5%-ном меде манука может увеличить способность этих каркасов вырабатывать минералы и способствовать остеогенезу", - пишут авторы.
Затем исследователи проверили, подавляет ли мед манука рост P. aeruginosa и S. aureus. Они пропитывали бумажные диски медом и добавляли их на бактериальный газон. Согласно полученным результатам, пропитанные медом каркасы не смогли предотвратить рост бактерий, даже несмотря на то, что бактерии не смогли прикрепиться к этим поверхностям.
"Поразительно, что нам потребовалось в десять раз больше антибиотиков, чтобы «убить» бактерии, и некоторые из них все же выжили", - сказала в пресс-релизе университета Марли Дьюи, бывший аспирант лаборатории Харли и первый автор статьи. "Вполне возможно, что при использовании металлических имплантатов бактерии легко уничтожить. Однако наши коллагеновые каркасы, по-видимому, обеспечивают защитную среду для бактерий, создавая большую проблему ".
По словам Дьюи, необходимы дальнейшие исследования. В конечном счете, Дьюи надеется создать свою собственную лабораторию, где она продолжит исследования того, как можно использовать биоматериалы для предотвращения инфекции.
"Я хочу создать модели, которые другие ученые могли бы использовать для заражения имплантатов своих исследованиях. Мне также интересно понять, как бактерии взаимодействуют с клетками в каркасах и почему они настолько устойчивы к антибиотикам в каркасной структуре", - добавил Дьюи.