Учёные Томского политехнического университета в составе международного коллектива разработали инновационный гидрогель с магнитоэлектрическими наночастицами, способный восстанавливать мозг после черепно-мозговых травм. Как сообщили ТАСС в Минобрнауки РФ, материал одновременно решает две задачи: стимулирует рост нервных клеток с помощью магнитного поля и снимает воспаление, что критически важно для успешной регенерации. После травмы нейроны погибают и почти не восстанавливаются, но новый подход может изменить эту ситуацию.
В основе разработки — наночастицы с двойной структурой: магнитное ядро из феррита марганца и пьезоэлектрическая оболочка. Под воздействием внешнего магнитного поля ядро меняет форму, создавая напряжение, которое деформирует и поляризует оболочку. Это позволяет генерировать локальные электрические сигналы без прямого контакта с тканями. Эти частицы помещены в гидрогель на основе коллагена, гиалуроновой кислоты и метформина, который не только подавляет воспаление и защищает здоровые ткани, но и обеспечивает механическую поддержку повреждённого участка и пролонгированную доставку лекарства и частиц строго в целевую зону.
Главная идея — заставить стволовые клетки мозга мигрировать в зону повреждения и превратиться там в нейроны. Однако этому мешают вторичные процессы: воспаление, окислительный стресс и повреждение здоровых тканей. Гидрогель с магнитоэлектрическими частицами одновременно решает обе проблемы: магнитная стимуляция «подталкивает» нейроны к росту и формированию связей, а гидрогелевая матрица с метформином подавляет воспаление и защищает здоровые клетки.
Разработка уже прошла успешные испытания на животных — тесты показали восстановление пространственной ориентации и памяти. В исследовании приняли участие учёные из ТПУ, Института катализа СО РАН, Сколтеха, Томского госуниверситета и Сычуаньского университета (Китай). Результаты опубликованы в Journal of Materials Chemistry B. Если технология будет доведена до клинического применения, она может стать прорывом в лечении тяжёлых травм мозга, давая надежду пациентам, для которых сегодня медицина практически бессильна.