Implan 'yang diperbuat daripada sel anda sendiri' boleh menyebabkan sakit belakang
Sakit belakang dan leher sering kali disebabkan oleh kerosakan progresif cakera yang memisahkan tulang belakang tulang belakang. Terima kasih kepada penyelidikan multidisiplin yang baru, kami mungkin akan segera mendapat penyelesaian yang lebih baik untuk masalah ini: cakera bioengeluar yang tumbuh dari sel seseorang sendiri.
Degenerasi cakera intervertebral adalah masalah biasa yang mempengaruhi segmen populasi yang besar.
Biasanya, cakera intervertebral yang sihat berfungsi dengan menyerap tekanan yang diletakkan di tulang belakang semasa kita bergerak dan menyesuaikan postur kita dengan cara yang serupa dengan suspensi kereta.
Sekiranya cakera itu usang, ia boleh menyebabkan rasa sakit di pelbagai bahagian punggung atau leher seseorang.
Setakat ini, rawatan untuk degenerasi cakera intervertebral termasuk pembedahan fusi tulang belakang dan menggantikan cakera yang rosak dengan yang palsu.
Walau bagaimanapun, pendekatan ini membawa faedah yang terhad kerana mereka tidak dapat mengembalikan fungsi penuh cakera intervertebral yang mereka ganti.
Kini, sebuah pasukan penyelidikan pelbagai disiplin dari Perelman School of Medicine, School of Engineering and Applied University of Pennsylvania, School of Veterinary Medicine dan School of Veterinary Medicine bertujuan untuk menyelesaikan masalah ini dengan mengembangkan cakera intervertebral bioengineered yang terbuat dari sel induk individu itu sendiri.
Sel stem adalah sel yang tidak dapat dibezakan yang berpotensi untuk "berubah" menjadi sel khusus. Itulah sebabnya mengapa mereka menjadi tumpuan pelbagai kajian penyelidikan perubatan, termasuk kajian terkini.
Para penyelidik di University of Pennsylvania telah bekerja selama 15 tahun yang lalu pada model cakera bioengineine - pertama dalam kajian makmal, kemudian dalam kajian haiwan kecil, dan terakhir dalam kajian haiwan besar.
"Ini adalah langkah utama: menanam cakera sebesar itu di makmal, memasukkannya ke ruang cakera, dan kemudian memilikinya untuk mulai berintegrasi dengan tisu asli di sekitarnya. Itu sangat menjanjikan, "kata Prof Robert L. Mauck, pengarang kanan kajian semasa.
"Standard penjagaan semasa tidak benar-benar memulihkan cakera, jadi harapan kami dengan peranti yang direkayasa ini adalah untuk menggantinya dengan cara biologi, berfungsi dan mendapatkan kembali gerakan sepenuhnya," tambahnya.
Kajian pada haiwan berjaya setakat ini
Sebelumnya, para penyelidik menguji cakera baru - yang disebut "struktur cakera sudut seperti cakera" (DAPS) - dalam ekor tikus selama 5 minggu.
Dalam kajian baru, yang hasilnya muncul dalam jurnal Perubatan Translasional Sains, pasukan mengembangkan cakera yang direkayasa lebih jauh. Mereka kemudian menguji model baru - yang disebut "DAPS yang diubahsuai dengan pelat akhir" (eDAPS) - pada tikus lagi, tetapi kali ini hingga 20 minggu.
Struktur baru cakera bioteknologi memungkinkannya mengekalkan bentuknya dengan lebih baik, dan berintegrasi dengan lebih mudah dengan tisu di sekitarnya.
Berikutan beberapa ujian - imbasan MRI dan beberapa analisis tisu dan mekanikal mendalam - para penyelidik mendapati bahawa, dalam model tikus, eDAPS dengan berkesan memulihkan struktur dan fungsi cakera asli.
Kejayaan awal ini memotivasi pasukan penyelidik untuk mempelajari eDAPS pada kambing, dan mereka menanamkan alat tersebut ke tulang belakang serviks beberapa haiwan. Para saintis memilih untuk bekerja dengan kambing kerana, seperti yang mereka jelaskan, cakera tulang belakang serviks kambing mempunyai dimensi yang serupa dengan manusia.
Lebih-lebih lagi, kambing mempunyai perawakan separa tegak, yang membolehkan para penyelidik membawa kajian mereka selangkah lebih dekat dengan ujian manusia.
'Alasan yang sangat baik untuk bersikap optimis'
Ujian penyelidik terhadap kambing juga berjaya. Mereka melihat bahawa eDAPS terintegrasi dengan baik dengan tisu di sekitarnya, dan fungsi mekanik cakera sekurang-kurangnya sesuai, jika tidak melampaui, dengan cakera serviks asli kambing.
"Saya rasa sangat menggembirakan kita sejauh ini, dari ekor tikus hingga implan berukuran manusia," kata Dr Harvey E. Smith, pengarang kanan kajian ini.
"Ketika anda melihat keberhasilan dalam literatur dari alat mekanik, saya rasa ada alasan yang sangat baik untuk bersikap optimis bahawa kita dapat mencapai kejayaan yang sama, jika tidak melampaui itu dengan cakera yang direkayasa."
Harvey E. Smith
Para penyelidik mengatakan bahawa langkah seterusnya akan merangkumi melakukan lebih banyak percubaan kambing yang lebih luas, yang akan membolehkan para saintis memahami dengan lebih baik seberapa baik eDAPS berfungsi.
Lebih-lebih lagi, pasukan penyelidik merancang untuk menguji eDAPS dalam model degenerasi cakera intervertebral manusia, sehingga diharapkan dapat selangkah lebih dekat dengan ujian klinikal.
"Terdapat banyak keinginan untuk menanamkan alat biologi yang dibuat dari sel-sel anda sendiri," kata Dr. Smith, sambil menambah bahawa, "Menggunakan alat pengganti pemeliharaan gerakan yang dihasilkan oleh tisu sebenar dalam artroplasti seperti ini bukanlah sesuatu yang kita belum dilakukan dalam ortopedik. "
"Saya rasa ini akan menjadi perubahan paradigma bagaimana kita benar-benar mengubati penyakit tulang belakang ini dan bagaimana kita mendekati gerakan membina semula sendi," lanjutnya.
