Vsadki, narejeni iz lastnih celic, bi lahko končali bolečine v hrbtu
Bolečine v hrbtu in vratu so pogosto posledica progresivnih poškodb diskov, ki ločujejo hrbtenična vretenca. Zahvaljujoč novim multidisciplinarnim raziskavam bomo morda kmalu našli boljšo rešitev za ta problem: bioinženirski diski, ki so zrasli iz človekovih lastnih celic.
Degeneracija medvretenčnih ploščic je pogosta težava, ki prizadene velik del populacije.
Običajno zdravi medvretenčni diski delujejo tako, da absorbirajo stres na hrbtenici, ko se premikamo in držo prilagodimo na podoben način kot vzmetenje avtomobila.
Če se ti diski obrabijo, lahko povzročijo bolečino na različnih predelih hrbta ali vratu osebe.
Zaenkrat zdravljenje degeneracije medvretenčnih ploščic vključuje operacijo spinalne fuzije in nadomeščanje poškodovanih diskov z umetnimi.
Vendar ti pristopi prinašajo omejene koristi, ker ne morejo obnoviti celotne funkcije medvretenčnih ploščic, ki jih nadomeščajo.
Zdaj multidisciplinarna raziskovalna skupina z Medicinske fakultete Univerze v Pennsylvaniji, Fakultete za inženirstvo in uporabno znanost in Veterinarske šole Univerze v Pensilvaniji želi to težavo rešiti z razvojem bioinženirskih medvretenčnih ploščic, narejenih iz lastnih izvornih celic posameznika.
Matične celice so nediferencirane celice, ki se lahko "spremenijo" v katere koli specializirane celice. Zato so postali središče številnih medicinskih raziskav, vključno s sedanjo.
Raziskovalci na univerzi v Pennsylvaniji zadnjih 15 let delajo na bioinženirskih modelih diskov - najprej v laboratorijskih študijah, nato v študijah na majhnih živalih in nazadnje v velikih študijah na živalih.
»To je pomemben korak: v laboratoriju vzgojiti tako velik disk, ga spraviti v prostor za diske in ga nato začeti integrirati z okoliškim izvornim tkivom. To je zelo obetavno, «pravi prof. Robert L. Mauck, soustanovljeni avtor sedanje študije.
"Trenutni standard oskrbe dejansko ne obnovi diska, zato upamo, da ga bomo s to inženirsko napravo zamenjali na biološki, funkcionalen način in povrnili celoten obseg gibanja," dodaja.
Doslej uspešne študije na živalih
Pred tem so raziskovalci 5 tednov testirali nove diske - imenovane "disku podobne kotne strukture" (DAPS) - na podganjih repih.
V novi študiji, katere rezultati so objavljeni v reviji Znanost Translacijska medicina, je ekipa še bolj razvila inženirske diske. Nato so na podganah znova preizkusili nov model - imenovan "DAPS, spremenjen s končno ploščo" (eDAPS), vendar tokrat do 20 tednov.
Nova struktura bioinženirskega diska mu omogoča, da bolje ohrani svojo obliko in se lažje integrira z okoliškim tkivom.
Po več testih - MRI pregledih in več poglobljenih analizah tkiv in mehanskih analiz - so raziskovalci ugotovili, da je eDAPS v modelu podgan učinkovito obnovil prvotno strukturo in delovanje diska.
Ta začetni uspeh je spodbudil raziskovalno skupino k proučevanju eDAPS pri kozah in pri nekaterih napravah so napravo vsadili v vratne bodice. Znanstveniki so se za delo s kozami odločili, ker imajo, kot pojasnjujejo, vratni hrbtenični diski koz podobne dimenzije kot ljudje.
Poleg tega so koze pol pokončne rasti, kar raziskovalcem omogoča, da svojo študijo približajo še en korak bližje poskusom na ljudeh.
"Zelo dober razlog za optimizem"
Uspešni so bili tudi testi raziskovalcev na kozah. Opazili so, da se eDAPS dobro integrira z okoliškim tkivom in da se mehanska funkcija diskov vsaj ujema, če ne celo presega, s prvotnimi cervikalnimi diski koz.
"Mislim, da je res vznemirljivo, da smo prišli tako daleč, od podganjega repa pa vse do vsadkov v človeški velikosti," pravi dr. Harvey E. Smith, soavtor študije.
"Ko pogledamo uspeh v literaturi iz mehanskih naprav, mislim, da obstaja zelo dober razlog za optimizem, da bi lahko dosegli ta isti uspeh, če ga ne bi presegli z izdelanimi diski."
Dr. Harvey E. Smith
Raziskovalci pravijo, da bo naslednji korak vključeval izvajanje nadaljnjih, obsežnejših poskusov na kozah, ki bodo znanstvenikom omogočili, da bolje razumejo, kako dobro deluje eDAPS.
Poleg tega raziskovalna skupina načrtuje testiranje eDAPS na modelih degeneracije medvretenčnih ploščic pri človeku in tako upa, da bo korak bližje kliničnim preskušanjem.
"Veliko je zaželeno vsaditi biološko napravo, ki je narejena iz vaših lastnih celic," ugotavlja dr. Smith in dodaja: "Uporaba prave nadomestne naprave, ki ohranja gibanje, ki ohranja gibanje, pri tovrstni artroplastiki ni nekaj, kar bi še niso opravili v ortopediji. "
"Mislim, da bi šlo za spremembo paradigme za to, kako v resnici zdravimo te bolezni hrbtenice in kako pristopamo k varčni rekonstrukciji sklepov," nadaljuje.
