В этой первой в истории работе команда улучшила возможности роста костей на керамических каркасах, напечатанных на 3D-принтере, на 30-45 процентов при покрытии куркумином, соединением, содержащимся в специи, куркуме. Они опубликовали свои работы в журнале Materials Today Chemistry.
Эта работа может быть важна для миллионов американцев, страдающих травмами или заболеваниями костей, такими как остеопороз.Человеческая кость включает в себя костеобразующие и резорбирующие клетки, которые постоянно реконструируются на протяжении всей нашей жизни.
С возрастом процесс круговорота костных клеток часто не работает. Кости становятся слабее и могут сломаться.
Многие лекарства, используемые от остеопороза, замедляют или останавливают разрушение старой кости или формируют новую. Хотя они могут увеличивать плотность кости, они также создают дисбаланс в естественном цикле ремоделирования кости и могут создавать кость более низкого качества.Куркума веками использовалась в качестве лекарства в азиатских странах, и было доказано, что куркумин обладает антиоксидантными, противовоспалительными и костными свойствами.
Он также может предотвратить различные формы рака. Однако при пероральном приеме в качестве лекарства это соединение не может хорошо всасываться в организме. Он слишком быстро метаболизируется и выводится из организма.
Под руководством Сусмиты Бозе, Германа и Бриты Линдхольм, профессора кафедры в Школе машиностроения и инженерии материалов, исследователи заключили куркумин в водолюбивый полимер, большую молекулу, чтобы он мог постепенно высвобождаться из их керамических каркасов. Куркумин увеличивает жизнеспособность и разрастание новых костных клеток и кровеносных сосудов в окружающих тканях, а также ускоряет процесс заживления.Бозе надеется, что эта работа приведет к созданию лекарств, которые естественным образом создают более здоровые кости, не влияя на цикл ремоделирования костей.
«В конце концов, важно качество костей», — сказала она.Исследователи продолжают исследования, изучая уровень белка и клеток, чтобы лучше понять, как именно работает природное соединение.
Они также работают над повышением эффективности и контроля процесса. По словам Бозе, проблема с природными соединениями заключается в том, что они часто представляют собой большие органические молекулы.
«Для доставки нужно использовать правильный автомобиль», — сказала она. «Нам нужно загружать и выпускать его контролируемым и устойчивым образом. Химия доставки транспортного средства очень важна».Помимо куркумина, исследователи изучают другие природные средства, включая соединения алоэ вера, шафрана, витамина D, чеснока, орегано и имбиря. Bose специализируется на соединениях, которые могут помочь при заболеваниях костей, включая те, которые способствуют росту костей или обладают противовоспалительными, инфекционными или противораковыми свойствами.
Начиная с ее собственных проблем со здоровьем, Бозе давно интересовалась соединением природных лекарственных соединений с современной медициной. Этот интерес увеличился после того, как у нее появились дети.
«Как мать и имея химическое образование, я поняла, что не хочу, чтобы мои дети подвергались воздействию стольких химических веществ от каждой болезни», — сказал Боз. «Я начал искать домашние средства».Для своих учеников она всегда подчеркивает здоровый образ жизни как лучший способ гарантировать наилучшие результаты для здоровья, включая здоровое питание, полноценный сон, интересные хобби и упражнения.