Jednym z takich surowców jest wełna owcza. Jej głównym składnikiem białkowym jest keratyna, czyli białko strukturalne obecne także we włosach, paznokciach, rogach i naskórku. Keratyna jest interesującym biomateriałem, ponieważ może tworzyć rusztowanie dla komórek i wpływać na mineralizację macierzy zewnątrzkomórkowej. Wełna ma też znaczenie technologiczne – jest surowcem odnawialnym, szeroko dostępnym i w części systemów produkcyjnych traktowanym jako materiał uboczny. Zespół z King’s College London i współpracujących ośrodków opracował membrany keratynowe otrzymywane z wełny owczej i sprawdził ich działanie w sterowanej regeneracji kości, czyli GBR (z ang. guided bone regeneration). Procedura polega na zastosowaniu bariery oddzielającej ubytek kostny od tkanek miękkich. Membrana ma chronić przestrzeń, w której mogą migrować komórki osteoprogenitorowe, wytwarzać macierz kostną i stopniowo tworzyć nową tkankę kostną.

W badaniu przygotowano membrany keratynowe stabilizowane dzięki oddziaływaniom między łańcuchami białkowymi oraz kontrolowanemu sieciowaniu. Autorzy oceniali ich właściwości biologiczne, molekularne i tkankowe. W części in vitro wykorzystano pierwotne ludzkie komórki stromalne szpiku kostnego. Na membranach keratynowych komórki zachowywały wysoką żywotność i wykazywały cechy różnicowania osteogennego, czyli przechodzenia w kierunku komórek uczestniczących w tworzeniu tkanki kostnej. Obserwowano wzrost ekspresji markerów związanych zarówno z wczesnymi, jak i późniejszymi etapami osteogenezy. Najważniejsza część doświadczenia obejmowała model ubytku kostnego o krytycznej wielkości w kości sklepienia czaszki szczura. Taki model stosuje się wtedy, gdy ubytek nie powinien samoistnie w pełni się zagoić w czasie obserwacji. Po wszczepieniu membran oceniano regenerację m.in. za pomocą obrazowania rentgenowskiego, mikrotomografii komputerowej i analiz histologicznych. Po ośmiu tygodniach ubytki kontrolne wykazywały minimalne tworzenie kości, natomiast zarówno membrany kolagenowe, jak i keratynowe wspierały odbudowę tkanki. Membrany kolagenowe dawały większą objętość nowo utworzonej kości. Keratynowe rusztowania wiązały się natomiast z bardziej przestrzennie uporządkowaną tkanką i lepszą organizacją włókien kolagenowych. W analizach histologicznych opisywano cechy dojrzewania tkanki, w tym obecność struktur przypominających kość blaszkowatą i kanały Haversa. Sama ilość nowej tkanki nie wyczerpuje oceny jakości regeneracji. W odbudowie kości znaczenie mają także organizacja macierzy, unaczynienie, dojrzewanie tkanki i integracja z otoczeniem. Keratyna z wełny pozostaje materiałem badawczym wymagającym dalszej walidacji przed zastosowaniami klinicznymi. Wyniki pokazują, że odpowiednio przygotowane membrany keratynowe mogą działać jako bioaktywne podłoże dla komórek i osteogenezy. Materiał pełni funkcję bariery, a jednocześnie może wpływać na zachowanie komórek oraz organizację powstającej tkanki.

Znaczenie keratyny jako biomateriału wynika z kilku właściwości: pochodzi z odnawialnego i taniego źródła, zawiera sekwencje i grupy chemiczne mogące sprzyjać interakcjom z komórkami oraz może wspierać odkładanie składników mineralnych. Wcześniejsze prace in vitro pokazywały, że rusztowania z keratyny pochodzącej z wełny mogą wspierać komórki osteoblastopodobne i odkładanie zmineralizowanej macierzy kostnej, zwłaszcza po zastosowaniu czynników osteogennych i stymulacji polem elektromagnetycznym. Najbardziej realistyczne zastosowania takich membran dotyczą medycyny regeneracyjnej jamy ustnej, periodontologii, chirurgii czaszkowo-twarzowej i inżynierii tkanki kostnej. Dalsze prace powinny sprawdzić zachowanie membran keratynowych w większych modelach zwierzęcych, w warunkach infekcji lub stanu zapalnego, przy różnych typach ubytków oraz w połączeniu z materiałami mineralnymi, takimi jak hydroksyapatyt lub fosforany wapnia.