Сотрудники института Технологии в Токио, Тошиюки Икома (Toshiyuki Ikoma) и Джунзо Танака (Junzo Tanaka) разработали технологию производства искусственной кости из рыбьей чешуи и апатита.

По словам исследователей, технология позволяет в течение 3 месяцев формировать новую костную ткань, что намного быстрее, чем 6 месяцев при использовании коллагена свиной кожи. Кроме того, преимуществом имплантации коллагеновых волокон рыбок является снижение риска занесения вируса человеку. Согласно технологам материал, включающий апатит и рыбий коллаген, более плотный и прочный по сравнению со свиным материалом. Спроектированный костный имплант, введенный в место перелома гораздо быстрее трансформируется. Предполагается, что его основными потребителями станут пожилые люди с переломами и опухолями костной ткани, у которых регенеративные процессы очень замедлены. Икома отметил важность открытия, и отвел ключевую роль рыбьему коллагену в разработке искусственной кости и терапии ряда заболеваний опорно-двигательного аппарата.

Помимо изучения регенеративных процессов, происходящих в костной ткани рыб, исследовательская группа Танаки и Икомы вовлечена в область наномедицины и диагностики заболеваний. Стоит отметить, что группа технологического института работает над проблемой проектирования искусственных тканей и биоматериалов для имплантации совместно с медицинскими работниками и биологами. Подобный междисциплинарный подход, объединяющий специалистов из разных сфер, по словам Икомы имеет решающее значение для успешного выполнения поставленных задач.

Повторяющаяся полосатая модель коллагена при увеличении 67 нм (илл. Tokyo Institute of Technology)

При создании искусственной кости исследователи использовали I-тип коллагеновых волокон, выделенных методом испарения с боковой поверхности из чешуи теляпии. Выбор данного вида цихлид был обусловлен малым количеством жировых включений в ткани и высоким содержанием чистого коллагена. Примечательно, что тиляпия обитает в теплой пресной воде, при этом коллаген её чешуи обладает высокой степенью денатурации, когда запах рыбы практически полностью исчезает. Температура денатурации в зависимости от числа поперечных связей в составе волокон (от 20.4 % до 43% ) составляет от 49°C до 75°C, соответственно. Икома отметил высокую схожесть коллагена рыбьей чешуи и стромы роговицы человека и возможность использования полученных результатов при восстановлении основного вещества роговицы. Более того, уникальные характеристики экстрагированного рыбьего коллагена потенциально могу применяться в косметической промышленности. В настоящее время исследовательская группа уже передала технологию выделения коллагена из чешуи теляпии компании в Токио, и производство косметики, содержащей его, уже ведется.

Следующим этапом работы станет создание других продуктов, например, субстрата для культивирования клеток, матрицы для тканей и имплантируемых биоматериалов.

——
Zhefeng Xu, Toshiyuki Ikoma, Tomohiko Yoshioka, Motohiro Tagaya, Satoshi Motozuka, Rena Matsumoto, Toshimasa Uemura, Junzo Tanaka. Effect of Glutaraldehyde on Properties of Membranes Prepared from Fish Scale Collagen. MRS Proceedings, 2012