Імплантати, виготовлені з власних клітин, можуть закінчити біль у спині
Біль у спині та шиї часто є наслідком прогресуючого пошкодження дисків, що розділяють хребет хребта. Завдяки новим мультидисциплінарним дослідженням ми можемо незабаром отримати краще рішення цієї проблеми: біоінженерні диски, вирощені з власних клітин людини.
Дегенерація міжхребцевих дисків є загальною проблемою, яка вражає значну частину населення.
Як правило, здорові міжхребцеві диски функціонують, поглинаючи напругу на хребті, коли ми рухаємось і регулюємо свою позу подібним чином до підвіски автомобіля.
Якщо ці диски зношуються, це може спричинити біль у різних областях спини або шиї людини.
Поки що лікування дегенерації міжхребцевих дисків включає хірургічну операцію на зрощенні хребта та заміну пошкоджених дисків на штучні.
Однак ці підходи приносять обмежену користь, оскільки вони не можуть відновити повноцінні функції міжхребцевих дисків, які вони замінюють.
Зараз мультидисциплінарна дослідницька група з університету Пенсільванії - Медичної школи Перельмана, Інженерної та прикладної науки та Школи ветеринарної медицини має на меті вирішити цю проблему шляхом розробки біоінженерних міжхребцевих дисків, виготовлених із власних стовбурових клітин людини.
Стовбурові клітини - це недиференційовані клітини, які мають потенціал «трансформуватися» в будь-які спеціалізовані клітини. Ось чому вони стали предметом численних медичних досліджень, включаючи поточне.
Дослідники з Університету Пенсільванії протягом останніх 15 років працювали над біоінженерними моделями дисків - спочатку в лабораторних дослідженнях, потім у дослідженнях на дрібних тваринах і зовсім недавно у дослідженнях на великих тваринах.
«Це важливий крок: виростити такий великий диск у лабораторії, потрапити в дисковий простір, а потім забезпечити його інтеграцію з навколишньою рідною тканиною. Це дуже багатообіцяюче », - говорить професор Роберт Л. Мок, співстарший автор цього дослідження.
"Поточний стандарт догляду фактично не відновлює диск, тому ми сподіваємось, що цей розроблений пристрій замінить його біологічним, функціональним способом і відновить повний обсяг рухів", - додає він.
Досі дослідження на тваринах успішні
Раніше дослідники випробовували нові диски - так звані "дископодібні кутові структури" (DAPS) - на хвостах щурів протягом 5 тижнів.
У новому дослідженні, результати якого з’являються в журналі Наука поступальної медицини, команда розробила інженерні диски ще далі. Потім вони знову протестували нову модель, яка отримала назву “модифікована кінцева пластина DAPS” (eDAPS), на щурах, але цього разу до 20 тижнів.
Нова структура біоінженерного диска дозволяє йому краще зберігати форму та легше інтегруватися з навколишніми тканинами.
Після декількох тестів - сканування МРТ та кількох поглиблених аналізів тканин та механічних досліджень - дослідники виявили, що в моделі щурів eDAPS ефективно відновив вихідну структуру та функції диска.
Цей початковий успіх спонукав дослідницьку групу вивчати eDAPS у кіз, і вони імплантували пристрій у шийні хребти деяких тварин. Вчені вирішили працювати з козами, оскільки, як вони пояснюють, шийні хребетні диски коз мають подібні розміри, як у людей.
Більше того, кози мають напівпрямий зріст, що дозволяє дослідникам наблизити своє дослідження на крок до випробувань на людях.
"Дуже вагомий привід бути оптимістом"
Тести дослідників на козах також були успішними. Вони помітили, що eDAPS добре інтегрується з навколишньою тканиною, і механічна функція дисків принаймні відповідає, якщо не перевершує, функції оригінальних шийних дисків кіз.
"Я думаю, дуже цікаво, що ми зайшли так далеко, починаючи від щурячого хвоста і закінчуючи імплантатами розміром з людину", - говорить д-р Харві Е. Сміт, співстарший автор дослідження.
"Коли ви дивитесь на успіх у літературі з механічних пристроїв, я думаю, що є дуже вагома причина для оптимізму, що ми могли б досягти того самого успіху, якщо не перевершити його за допомогою сконструйованих дисків".
Доктор Харві Е. Сміт
Дослідники кажуть, що наступний крок включатиме проведення подальших, більш масштабних випробувань на козах, що дозволить вченим краще зрозуміти, наскільки ефективно працює eDAPS.
Більше того, дослідницька група планує випробувати eDAPS на моделях дегенерації міжхребцевих дисків у людини, таким чином, сподіваючись, наблизитися до клінічних випробувань.
«Існує велика доцільність імплантації біологічного пристрою, виготовленого з ваших власних клітин, - зазначає д-р Сміт, додаючи, що:« Використання справжнього тканинного інженерного пристрою, що зберігає рух, при ендопротезуванні подібного характеру - це не те, що ми ще зробив в ортопедії ".
"Я думаю, це було б зміною парадигми того, як ми справді лікуємо ці захворювання хребта і як підходимо до економної реконструкції суглобів", - продовжує він.
