„Teie enda rakkudest valmistatud” implantaadid võivad seljavalu lõpetada
Selja- ja kaelavalu on sageli selgroolülisid eraldavate ketaste progresseeruva kahjustuse tagajärg. Tänu uutele multidistsiplinaarsetele uuringutele võib meil peagi olla sellele probleemile parem lahendus: inimese enda rakkudest välja kasvanud bioinseneriseeritud kettad.
Lülidevaheliste ketaste degeneratsioon on levinud probleem, mis mõjutab suurt osa elanikkonnast.
Tavaliselt toimivad terved selgroolülidevahelised kettad, neelates selgroole asetatud stressi, kui liigutame ja reguleerime kehaasendit sarnaselt auto vedrustusega.
Kui need kettad kuluvad, võib see põhjustada valu inimese selja või kaela erinevates piirkondades.
Seni hõlmab lülidevahelise ketta degeneratsiooni ravi lülisamba fusioonoperatsiooni ja kahjustatud ketaste asendamist kunstlikega.
Need lähenemisviisid toovad siiski piiratud kasu, kuna need ei suuda taastada asendatavate lülidevaheliste ketaste täielikku toimimist.
Nüüd püüab Pennsylvania ülikooli Perelmani meditsiinikooli, inseneri- ja rakendusteaduste kooli ning veterinaarmeditsiini ülikooli multidistsiplinaarne uurimisrühm selle probleemi lahendada, arendades inimese enda tüvirakkudest valmistatud bioinseneriseeritud lülidevahelisi kettaid.
Tüvirakud on diferentseerumata rakud, millel on potentsiaal "transformeeruda" mis tahes spetsialiseeritud rakkudeks. Seetõttu on need muutunud mitme meditsiinilise uurimistöö, sealhulgas praeguse uuringu keskmeks.
Pennsylvania ülikooli teadlased on viimased 15 aastat töötanud biotehnoloogiliste ketasmudelite kallal - kõigepealt laboratoorsetes uuringutes, seejärel väikeste loomade uuringutes ja viimati suurte loomade uuringutes.
"See on oluline samm: kasvatada laboris nii suur ketas, viia see kettaruumi ja seejärel lasta see ümbritseva loodusliku koega integreeruma hakata. See on väga paljutõotav, ”ütleb praeguse uuringu kaasautor prof Robert L. Mauck.
"Praegune hooldusstandard plaati tegelikult ei taasta, nii et meie lootus selle inseneriseadmega on selle asendamine bioloogilisel, funktsionaalsel viisil ja kogu liikumisruumi taastamine," lisab ta.
Loomade uuringud on seni edukad
Varem katsetasid teadlased rottide sabas 5 nädalat uusi kettaid - nn plaaditaolisi nurkkihtstruktuure (DAPS).
Uues uuringus, mille tulemused ilmuvad ajakirjas Teaduse translatiivne meditsiin, arendas meeskond konstrueeritud plaate veelgi edasi. Seejärel testisid nad rottidel uuesti uut mudelit - nn otsaplaadiga modifitseeritud DAPS-i (eDAPS), kuid seekord kuni 20 nädalat.
Bioehitatud ketta uus struktuur võimaldab sellel paremini oma kuju säilitada ja ümbritseva koega hõlpsamini integreeruda.
Pärast mitmeid katseid - MRI skaneeringuid ning mitmeid põhjalikke koe- ja mehaanilisi analüüse - leidsid teadlased, et roti mudelis taastas eDAPS efektiivselt ketta algse struktuuri ja funktsiooni.
See esialgne edu motiveeris uurimisrühma kitsedel eDAPS-i uurima ja nad implanteerisid seadme mõne looma emakakaela selgroolüli. Teadlased otsustasid töötada kitsedega, kuna nagu nad selgitavad, on kitsede emakakaela lülisamba ketastel inimeste mõõtmetega sarnased mõõtmed.
Veelgi enam, kitsed on pooleldi sirgelt kasvanud, võimaldades teadlastel viia oma uuring inimese sammudele lähemale.
"Väga hea põhjus olla optimistlik"
Ka teadlaste katsed kitsedega olid edukad. Nad märkasid, et eDAPS integreerus hästi ümbritseva koega ja ketaste mehaaniline funktsioon vastas vähemalt kitsede originaalsete emakakaela ketaste funktsioonile, kui mitte ületada seda.
"Ma arvan, et see on tõesti põnev, et oleme nii kaugele jõudnud, alates rotisabast kuni inimsuuruste implantaatideni," ütleb uuringu kaasautor dr Harvey E. Smith.
"Kui vaatate kirjanduse edukust mehaaniliste seadmete abil, siis arvan, et on väga hea põhjus olla optimistlik, et võime saavutada sama edu, kui mitte ainult seda ületada konstrueeritud ketastega."
Dr Harvey E. Smith
Teadlaste sõnul hõlmab järgmine samm täiendavate, ulatuslikumate kitsedega katsete läbiviimist, mis võimaldab teadlastel paremini mõista, kui hästi eDAPS töötab.
Veelgi enam, uurimisrühm kavatseb eDAPS-i katsetada inimese lülidevahelise ketta degeneratsiooni mudelites, jõudes loodetavasti sammu lähemale kliinilistele uuringutele.
"On väga soovitav implanteerida bioloogiline seade, mis on valmistatud teie enda rakkudest," märgib dr Smith, lisades, et "tõelise koetehnoloogia abil liikumist säilitava asendusseadme kasutamine seda laadi artroplastikas pole midagi, mida me veel ortopeedias teinud. "
"Ma arvan, et see oleks paradigma muutus, kuidas me neid selgroohaigusi tegelikult ravime ja kuidas läheneme liigeste säästvale rekonstrueerimisele," jätkab ta.
