Имплантите, направени от вашите собствени клетки, могат да завършат болки в гърба
Болките в гърба и шията често са резултат от прогресивно увреждане на дисковете, които отделят гръбначните прешлени. Благодарение на новите мултидисциплинарни изследвания, скоро може да имаме по-добро решение на този проблем: биоинженерни дискове, израснали от собствените клетки на човек.
Дегенерацията на междупрешленните дискове е често срещан проблем, който засяга голяма част от населението.
Обикновено здравите междупрешленни дискове функционират чрез поглъщане на стрес, поставен върху гръбначния стълб, докато се движим и коригираме позата си по подобен начин на окачването на автомобила.
Ако тези дискове се износят, това може да причини болка в различни области на гърба или врата на човек.
Досега лечението на дегенерация на междупрешленните дискове включва операция на гръбначен синтез и заместване на повредените дискове с изкуствени.
Тези подходи обаче носят ограничени ползи, тъй като не могат да възстановят пълната функция на междупрешленните дискове, които заместват.
Сега мултидисциплинарен изследователски екип от Медицинския факултет на Университета на Пенсилвания, Перелман, Факултет по инженерни и приложни науки и Факултет по ветеринарна медицина се стреми да реши този проблем чрез разработване на биоинженерни междупрешленни дискове, направени от собствени стволови клетки на индивида.
Стволовите клетки са недиференцирани клетки, които имат потенциал да се „трансформират“ във всякакви специализирани клетки. Ето защо те са се превърнали във фокус на множество медицински изследвания, включително и настоящото.
Изследователите от университета в Пенсилвания през последните 15 години работят върху биоинженерни модели на дискове - първо в лабораторни изследвания, след това в проучвания с малки животни и наскоро в проучвания с големи животни.
„Това е основна стъпка: да се отглежда толкова голям диск в лабораторията, да се вкара в дисковото пространство и след това той да започне да се интегрира с околната естествена тъкан. Това е много обещаващо “, казва проф. Робърт Л. Мок, съ-старши автор на настоящото проучване.
„Настоящият стандарт на грижи всъщност не възстановява диска, така че нашата надежда с това конструирано устройство е да го заменим по биологичен, функционален начин и да възвърнем пълния обхват на движение“, добавя той.
Досега проучвания върху животни са успешни
Преди това изследователите тестваха новите дискове - наречени „дископодобни ъглови слоеви структури“ (DAPS) - в опашки на плъхове в продължение на 5 седмици.
В новото проучване, чиито резултати се появяват в списанието Наука Транслационна медицина, екипът разработи инженерните дискове още повече. След това тестваха новия модел - наречен “модифициран DAPS” (eDAPS) - отново на плъхове, но този път до 20 седмици.
Новата структура на биоинженерния диск му позволява да запази по-добре формата си и да се интегрира по-лесно с околната тъкан.
След няколко теста - MRI сканиране и няколко задълбочени тъканни и механични анализи - изследователите установиха, че в модела на плъхове eDAPS ефективно възстановява оригиналната структура и функция на диска.
Този първоначален успех мотивира изследователския екип да изследва eDAPS при кози и те имплантират устройството в шийните шипове на някои от животните. Учените са избрали да работят с кози, тъй като, както обясняват, шийните гръбначни дискове на козите имат сходни размери с тези на хората.
Освен това козите имат полуизправен ръст, което позволява на изследователите да доближат своето проучване с една крачка по-близо до човешките изпитания.
„Много добра причина да бъдем оптимисти“
Тестовете на изследователите върху кози също бяха успешни. Те забелязаха, че eDAPS се интегрира добре с околната тъкан и механичната функция на дисковете поне съвпада, ако не и надминава, с тази на оригиналните цервикални дискове на козите.
„Мисля, че е наистина вълнуващо, че стигнахме толкова далеч, от опашката на плъха, чак до импланти с човешки размер“, казва д-р Харви Е. Смит, съ-старши автор на изследването.
„Когато погледнете успеха в литературата от механични устройства, мисля, че има много добра причина да бъдем оптимисти, че бихме могли да постигнем същия успех, ако не и да го надхвърлим с конструираните дискове.“
Д-р Харви Е. Смит
Изследователите казват, че следващата стъпка ще включва провеждането на допълнителни, по-обширни опити с кози, което ще позволи на учените да разберат по-добре колко добре работи eDAPS.
Освен това изследователският екип планира да изпробва eDAPS в модели на дегенерация на човешки междупрешленни дискове, като по този начин се надяваме да се доближи до една крачка до клиничните изпитвания.
„Има много желание да се имплантира биологично устройство, което е направено от вашите собствени клетки“, отбелязва д-р Смит, добавяйки, че „Използването на истинско тъканно инженерно устройство за запазване на движението при артропластика от това естество не е нещо, което ние все още са правили ортопедия. "
„Мисля, че би било промяна на парадигмата за това как наистина лекуваме тези гръбначни заболявания и как подхождаме към щадяща реконструкция на ставите“, продължава той.
