Лечение боли в позвоночнике с помощью сменных дисков, сделанных из «искусственно созданных живых тканей», становится ближе к реальности

Впервые биоинженерные позвоночные диски были успешно имплантированы и обеспечили долгосрочное функционирование в самой большой животной модели, когда-либо оцениваемой для тканевой замены диска. Новое исследование Penn Medicine, опубликованное в Science Translational Medicine, предоставляет убедительные трансляционные доказательства того, что клетки пациентов, страдающих от боли в шее и спине, могут быть использованы для создания нового позвоночного диска в лаборатории, чтобы заменить изношенный. Исследование, которое проводилось на козах, проводилось мультидисциплинарной командой в Школе медицины Перельмана , Школе инженерии и прикладных наук и Школе ветеринарной медицины Пенсильванского университета .

Мягкие ткани позвоночного столба, межпозвоночные диски, необходимы для повседневных движений, таких как поворот головы для завязывания обуви. Однако в любой момент времени около половины взрослого населения США страдает от болей в спине или шее, лечение которых и уход ложатся тяжелым бременем на общество — по оценкам, 195 миллиардов долларов в год. Хотя дегенерация диска позвоночника часто связана с этой болью, основные причины дегенерации диска остаются менее понятными. Сегодняшние подходы, которые включают операцию спондилодеза и устройства для механической замены, обеспечивают облегчение симптомов, но они не восстанавливают структуру, функцию и диапазон движений собственного диска, и они часто имеют ограниченную долгосрочную эффективность. Таким образом, существует потребность в новых методах лечения.

Тканевая инженерия открывает большие перспективы. Он включает в себя объединение собственных стволовых клеток пациентов или животных с каркасами из биоматериала в лаборатории для создания композитной структуры, которая затем имплантируется в позвоночник, чтобы действовать как замещающий диск. В течение последних 15 лет исследовательская группа из Пенсильвании разрабатывала заменяющий диск с тканевой инженерией, переходя от фундаментальных научных исследований in vitro к моделям на мелких животных и к более крупным моделям животных с прицелом на испытания на людях.

«Это важный шаг: вырастить такой большой диск в лаборатории, поместить его в дисковое пространство и затем заставить его интегрироваться с окружающей природной тканью. Это очень многообещающе », — сказал Роберт Л. Маук, доктор философии , профессор образования и исследований в области ортопедической хирургии в Медицинской школе Перельмана Пенна и научный сотрудник Медицинского центра капрала Майкла Крешенца VA (CMC VAMC) в Филадельфии, и соавторы. -старший автор статьи. «Текущий стандарт ухода на самом деле не восстанавливает диск, поэтому мы надеемся, что с помощью этого устройства мы сможем заменить его биологическим, функциональным образом и восстановить полный диапазон движений».

Предыдущие исследования этой команды успешно продемонстрировали интеграцию разработанных ими дисков, известных как дискообразные угловые структуры (DAPS), в хвосты крысы в ​​течение пяти недель. Это последнее исследование продлило этот период времени в модели на крысах — до 20 недель — но с помощью модернизированных дисков, известных как DAPS с модифицированной концевой пластиной или eDAPS, чтобы имитировать структуру нативного сегмента позвоночника. Добавление концевых пластин помогло сохранить состав сконструированной структуры и способствовать ее интеграции в естественную ткань.

МРТ, наряду с гистологическим, механическим и биохимическим анализами, показала, что eDAPS восстанавливает естественную структуру диска, биологию и механическую функцию в модели крысы. Развивая этот успех, исследователи имплантировали eDAPS в шейный отдел позвоночника коз. Они выбрали козла, потому что ее шейный диск позвоночника схож с человеческими, а козы обладают преимуществом полувертикального роста.

Исследователи продемонстрировали успешную полную замену диска шейного отдела позвоночника козы. Через четыре недели распределение матриц было либо сохранено, либо улучшено в рамках крупномасштабного eDAPS. Результаты МРТ также предполагают, что состав диска через восемь недель был сохранен или улучшен, и что механические свойства либо соответствовали, либо превосходили таковые у родного шейного диска козы.

0 0 голос
Рейтинг статьи
Подписаться
Уведомить о
0 комментариев
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии