211service.com
Atjaunojošie nervi
Cilvēka ķermenis var būt pārsteidzoši izturīgs: brūces sadzīst, kauli salabojas, saites atkal aug kopā. Bet atveseļošanās no nervu bojājumiem ir daudz mazāk ticama. Jaunākajā numurā Uzlaboti materiāli , pētnieki Christiane Gumera un Yadong Wang no Džordžijas Tehnoloģiju institūta paziņoja, ka viņi ir izraisījuši nervu šūnu atjaunošanos, izmantojot polimēru, kas pārklāts ar ķīmiskām struktūrām, kas līdzinās acetilholīnam, kas ir izplatīts neirotransmiters. Pētījums, kas ir pirmais, kas apvieno neiromediatoru un polimēru, kādu dienu varētu novest pie neirodeģeneratīvo slimību un muguras smadzeņu traumu ārstēšanas.
Nervu kopšana: Christiane Gumera un Yadong Wang no Georgia Tech (augšpusē) aplūko iekrāsotos neironus, kas audzēti virs polimēra, kas savienots ar ķīmiskām struktūrām, kas atgādina neirotransmitera acetilholīnu. Polimērs stimulē neironu informāciju nesošo projekciju, kas pazīstamas kā neirīti (zemāk), augšanu.
Daudzi cilvēki ir veikuši biopolimēru darbu, saka Kristīne Šmita, biomedicīnas inženiere Teksasas Universitātē Ostinā. Bet tas parāda, ka polimēru ar neirotransmiteru var izmantot, lai vadītu nervu sistēmas augšanu.
Iepriekšējie pētījumi ir identificējuši vairākus aģentus, kas var stimulēt nervu šūnu vai neironu, proteīna, ko sauc par laminīnu, atjaunošanos. Bet laminīns ir ūdenī šķīstošs un ātri izšķīst ķermeņa vidē uz ūdens bāzes. Georgia Tech pētnieku materiāls darbojās tikpat labi kā laminīns, taču, tā kā tas ir ūdenī nešķīstošs, tas, ievietojot pacienta ķermenī, visticamāk, paliks vietā, un tas varētu stimulēt nervu šūnu augšanu nedēļām, nevis dienām.
Acetilholīns, neirotransmiters, uz kuru koncentrējās pētnieki, ir viens no visbiežāk sastopamajiem. Tāpat kā visi neirotransmiteri, tas pārnēsā, pastiprina un modulē signālus, kas tiek nosūtīti starp neironiem. Jau gadiem ilgi ir zināms, ka acetilholīns stimulē neirona informāciju nesošo projekciju jeb neirītu augšanu: vientuļo, garo raidītāju, ko sauc par aksonu, un daudzos īsos uztvērējus, ko sauc par dendritiem. Bet ķermeņa enzīmi sadala acetilholīnu mazāk nekā sekundi pēc tā noteikšanas, jo pārāk daudz acetilholīna ir toksisks un inhibē neirītus.
Lai acetilholīnam līdzīgajai ķīmiskajai vielai nodrošinātu kontrolētu, ilgtermiņa efektu, pētnieki to pievienoja materiālam, ko fermenti nevar sadalīt: elastīgam un bioloģiski noārdāmam poliesteram. Vangs atzīmē, ka polimēra mugurkaulam var pievienot citus ķīmiskos kurjerus un ka viss komplekts sabojājas pēc vairākām nedēļām.
Vangs un Gumera ievietoja nelielu žurkas nerva gabalu un to apkārtējos audus uz polimēra un izmērīja nerva garumu nākamo četru līdz sešu dienu laikā. Neirīti nepārtraukti auga sešas dienas, pēc tam sāka palēnināties. Garākais saražotais neirīts bija vairāk nekā piecus milimetrus garš, un maksimālais augšanas ātrums bija 0,7 milimetri dienā.
Vangs un Gumera pārbaudīja arī materiālus, kuros to acetilholīna sastāvs, kas pazīstams kā acetilholīnam līdzīga funkcionālā grupa, un polimērs tika apvienoti dažādās attiecībās. Neirītu augšana palielinājās līdz ar funkcionālās grupas koncentrāciju līdz 70 procentiem. Materiāli, kuru funkcionālās grupas koncentrācija pārsniedz 70 procentus, kavēja neirīta augšanu. Pētnieki arī pārbaudīja polimēru pret laminīnu, kas ir neirīta augšanas zelta standarts, saskaņā ar Vanga teikto, un abu materiālu izraisītā neirīta augšana bija gandrīz vienāda. Vangs plāno sākt darbu pie polimēra ar funkcionālajām grupām, kas atdarina gan acetilholīnu, gan laminīnu, kas, viņaprāt, radīs vēl spēcīgāku efektu.
Vangs arī strādā, lai izgatavotu polimēru tādās konfigurācijās, kas būtu terapeitiski noderīgākas. Šobrīd mums ir tikai plakans polimēra pārklājums, viņš saka. Tas, ko mēs cenšamies darīt tālāk, ir sagriezt polimēru nano- vai submikrošķiedrā. Tā kā polimērs ir izgatavots no poliestera, tā manipulēšana citās formās ir vienkārša, saka Teksasas Universitātes Šmits.
Piemērotos apstākļos ievainotie neironi ir spējīgi nedaudz atjaunoties, bet rētaudi kavē to augšanu. Vangs, kurš pie polimēru izpētes ir strādājis vairāk nekā trīs gadus, domā, ka kādu dienu ķirurgi varētu caur rētaudi izvadīt ar augšanas veicinātājiem piesūcinātas polimēra šķiedras, novirzot neirītus uz vidi, kur tie var turpināt augt paši. . Tiklīdz jūs sasniegsit pareizo vidi, tas liks neironam ļoti labi augt, viņš saka. Pietiktu ar dažiem milimetriem ķirurģiski ievietotas šķiedras, lai pārvarētu rētaudu atbaidošo ietekmi.
Lai ārstētu neirodeģeneratīvas slimības, piemēram, Alcheimera slimību, Vangs cer izmantot polimēru, lai efektīvāk radītu neironus, kurus varētu pārstādīt pacientiem.
Tomēr jebkāda neirotransmiteru imitējošā polimēra terapeitiskā izmantošana vēl ir gadu attālumā. Jaunu materiālu izstrāde ar dažādām funkcionalitātēm ir grūta, saka Šmits. Bet tas var novest pie jauniem rezultātiem. Potenciāla ir daudz.