A „saját sejtjeiből készült” implantátumok megszüntethetik a hátfájást
A hát- és nyaki fájdalom gyakran a gerinccsigolyákat elválasztó korongok progresszív károsodásának eredménye. Az új multidiszciplináris kutatásoknak köszönhetően hamarosan jobb megoldást találhatunk erre a problémára: az ember saját sejtjeiből kinőtt bioméretű lemezek.
A csigolyaközi porckorong-degeneráció gyakori probléma, amely a lakosság nagy részét érinti.
Jellemzően az egészséges intervertebrális lemezek úgy működnek, hogy elnyelik a gerincre nehezedő stresszt, miközben mozogunk és testtartásunkat az autó felfüggesztéséhez hasonló módon állítjuk be.
Ha ezek a lemezek elhasználódnak, az fájdalmat okozhat az ember hátának vagy nyakának különböző területein.
Eddig a csigolyaközi porckorong-degeneráció kezelése magában foglalja a gerincfúziós műtétet és a sérült lemezek mesterséges helyettesítését.
Ezek a megközelítések azonban korlátozott előnyökkel járnak, mivel nem tudják helyreállítani az általuk cserélt csigolyaközi lemezek teljes működését.
Most a Pennsylvaniai Egyetem Perelmani Orvostudományi, Mérnöki és Alkalmazott Tudományi és Állatorvosi Orvostudományi Egyetemének multidiszciplináris kutatócsoportja célja ennek a kérdésnek a megoldása az egyén saját őssejtjeiből készült, bioméretű csigolyatárcsák fejlesztésével.
Az őssejtek differenciálatlan sejtek, amelyek képesek bármely speciális sejtekké „átalakulni”. Ezért kerültek több, többek között a jelenlegi orvosi kutatás középpontjába.
A Pennsylvaniai Egyetem kutatói az elmúlt 15 évben a biomérnöki lemezmodelleken dolgoztak - először laboratóriumi vizsgálatokban, majd kis állatkísérletekben, legutóbb pedig nagy állatkísérletekben.
„Ez egy fontos lépés: ekkora lemezt növeszteni a laboratóriumban, bejutni a korongtérbe, majd megkezdeni az integrációt a környező natív szövetekkel. Ez nagyon ígéretes. ”- mondja Robert L. Mauck professzor, a jelenlegi tanulmány társszerzője.
"A gondozás jelenlegi színvonala valójában nem állítja vissza a lemezt, ezért reményünk, hogy ezzel a tervezett eszközzel biológiai, funkcionális módon cseréljük ki és visszanyerjük a mozgás teljes tartományát" - teszi hozzá.
Állatkísérletek eddig sikeresek
Korábban a kutatók 5 héten át tesztelték az új lemezeket - úgynevezett „korongszerű sarokrétegű szerkezeteknek” (DAPS) - patkányfarkokban.
Az új tanulmányban, amelynek eredményei megjelennek a folyóiratban Tudomány Translational Medicine, a csapat még tovább fejlesztette a tervezett lemezeket. Ezután ismét tesztelték az új modellt - úgynevezett „véglemezzel módosított DAPS” -et (eDAPS) - patkányokban, de ezúttal akár 20 hétig.
A bioméretű korong új szerkezete lehetővé teszi, hogy jobban megtartsa formáját, és könnyebben integrálódjon a környező szövetbe.
Számos tesztet - MRI-vizsgálatok és számos mélyreható szöveti és mechanikai elemzés - után a kutatók azt találták, hogy a patkánymodellben az eDAPS hatékonyan helyreállította az eredeti lemezszerkezetet és funkciót.
Ez a kezdeti siker arra ösztönözte a kutatócsoportot, hogy tanulmányozza a kecskékben az eDAPS-t, és beültették az eszközt néhány állat nyaki gerincébe. A tudósok azért döntöttek a kecskékkel való munka mellett, mert amint kifejtik, a kecskék nyaki gerinckorongjai hasonló méretűek, mint az embereké.
Sőt, a kecskék félig egyenes termetűek, így a kutatók egy lépéssel közelebb vihetik tanulmányaikat az emberi kísérletekhez.
„Nagyon jó ok az optimizmusra”
A kutatók kecskékkel kapcsolatos tesztjei is sikeresek voltak. Észrevették, hogy az eDAPS jól integrálódik a környező szövetekkel, és a lemezek mechanikai funkciója legalább megegyezik, ha nem is haladja meg a kecskék eredeti méhnyakkorongjainak funkcióját.
"Azt hiszem, nagyon izgalmas, hogy idáig eljutottunk, a patkányfarktól egészen az emberi méretű implantátumokig" - mondja Dr. Harvey E. Smith, a tanulmány társszerzője.
"Ha a szakirodalomban elért sikereket tekintjük a mechanikus eszközökről, azt gondolom, hogy nagyon jó okunk van arra, hogy bizakodóak legyünk, hogy ugyanezt a sikert elérhetjük, ha nem is haladjuk meg a tervezett lemezekkel."
Dr. Harvey E. Smith
A kutatók szerint a következő lépés magában foglalja a további, átfogóbb vizsgálatok elvégzését kecskékkel, amelyek lehetővé teszik a tudósok számára, hogy jobban megértsék az eDAPS működését.
Ezenkívül a kutatócsoport azt tervezi, hogy az eDAPS-t kipróbálják az emberi intervertebrális porckorong-degeneráció modelljeiben, így remélhetőleg egy lépéssel közelebb kerülnek a klinikai vizsgálatokhoz.
"Nagyon kívánatos egy olyan biológiai eszközt beültetni, amely a saját sejtjeiből áll" - jegyzi meg Dr. Smith, hozzátéve, hogy "egy valódi szöveti úton előállított mozgásmegőrző helyettesítő eszköz használata ilyen jellegű ízületi műtétben nem mi még az ortopédiában. ”
"Úgy gondolom, hogy paradigmaváltás lenne, hogyan kezeljük ezeket a gerincbetegségeket, és hogyan állunk hozzá az ízületek mozgást kímélő rekonstrukciójához" - folytatja.
