211service.com
Bojātu ceļu atjaunošana
Kārsons Palmers, Sinsinati Bengals pamatsastāva aizsargs, 2005. gadā bija NFL MVP pretendents, līdz guva priekšējās krusteniskās saites (ACL), ceļgala galvenās balsta struktūras plīsumu, kas parasti tiek traumēta sportā. Lai labotu saiti, parasti ir nepieciešama ķirurģiska rekonstrukcija, taču pašreizējām metodēm joprojām ir vajadzīgs ievērojams atveseļošanās laiks, kura laikā pacients var zaudēt spēku un funkcijas. Tagad Virdžīnijas universitātes pētnieki ir bioloģiski izstrādājuši jaunu ACL nomaiņu, izmantojot 3-D polimēru šķiedru pīšanas procesu. Tas ir pirmais sintētiskais sastatņu dizains, kas demonstrē izcilu audu reģenerāciju un dziedināšanu, un tas varētu radīt daudzsološu saišu aizstāšanas tehnoloģiju.
Mūsu mērķis bija atjaunot ACL, izmantojot klasiskus dizaina principus no inženierijas un materiāliem, kuriem ir mehāniskās īpašības, kas atdarina dabisko ACL, saka. Kato Laurencins , komandas vadītājs un Virdžīnijas Universitātes Ortopēdiskās ķirurģijas nodaļas priekšsēdētājs. Viņa komanda atklāja, ka tā varētu izmantot savu jaunizveidoto sintētisko polimēru sistēmu ar ACL šūnām, lai rekonstruētu saiti un ražotu neoligamenta audus. Jebkurš risinājums, ko var izstrādāt, lai paātrinātu dzīšanu un ilgstošu darbību, ir ļoti svarīgs pacientiem, saka Laurencins.
Pašreizējā ķirurģiskā ārstēšana paredz, ka ķirurgam ortopēdam ir jānoņem plīsušais ACL un jāaizstāj ar jaunu saiti, kas izgatavota vai nu no autotransplanta audiem, kas tiek ņemti no paša pacienta veseliem audiem (parasti no cīpslas sloksnes zem ceļgala kaula vai paceles cīpslas), vai no allotransplantāta audi, kas tiek ņemti no līķa. Lai to izdarītu, stilba kaula un augšstilba kaula vietās, kur piestiprina ACL, tiek izurbti caurumi, un jaunā saite tiek izlaista cauri caurumiem un noturēta ar skrūvēm. Neatkarīgi no tā, vai tiek izmantots autotransplantāts vai alotransplantāts, ārstēšanai ir nepieciešams ilgs dzīšanas laiks, kas atkarībā no plīsuma smaguma svārstās no sešiem mēnešiem līdz vienam gadam, kura laikā pacientam var būt jāvalkā breketes vai jāizmanto kruķi un jāveic fizikālā terapija. Pēdējos divus no gandrīz sešiem rehabilitācijas mēnešiem Palmers pavadīja, veicot četras līdz sešas stundas spēka un elastības darba dienā kopā ar veiktspējas treneri. Tā rezultātā viņš futbola treniņnometnes sākumā atguvās par aptuveni 80 procentiem.
Vairākas grupas ir izpētījušas saitēm līdzīgas sastatnes, izmantojot kolagēna šķiedras, zīdu un kompozītmateriālus, taču ar ierobežotiem panākumiem. Vienkārši nav bijis īpaši daudz veiksmīgs darbs pie audu inženierijas saitēm, saka Roberts Langers , MIT ķīmijas un bioloģiskās inženierijas profesors. Šis [Laurencina komandas darbs] ir ļoti nozīmīgs atklājums. Es iepriekš neesmu redzējis, ka kāds darītu to, ko dara ar saitēm.
Laurencin komandas izstrādātajā ACL aizstājējā tiek izmantots klīniski pierādīts, FDA apstiprināts bioloģiski saderīgs polimērs, poliL-laktīds (PLLA), ko bieži izmanto zāļu ievadīšanas sistēmās, biomedicīnas ierīcēs, kaulu plāksnēs un šuvēs. Laurencin komanda izmanto polimēru, lai stabilizētu ceļu, kamēr sastatnes veicina jaunu saišu audu atjaunošanos. Polimērs ir absorbējošs materiāls: tā mehāniskās īpašības un masa ar laiku samazinās un tādā veidā, kas nodrošina labvēlīgu bioloģisko reakciju.
Sintētisko sastatņu dizains ļauj pakāpeniski izšķīst sintētiskajam materiālam un veicina optimālu saišu šūnu augšanu neoligamenta veidošanai, skaidro Laurencins. Izmantojot procesu, ko viņš dēvē par 3-D polimēru šķiedru pinumu, pētnieku komanda izgatavoja 3-D sastatnes, pinot PLLA polimēra šķiedras. Šī metode ļauj šūnām efektīvi manevrēt ap sintētisko materiālu un ražot kolagēna šķiedras un svaigus asinsvadus daudz ātrāk nekā pašreizējās metodes. Saites pīšana arī piešķir struktūrai izturību.
Lai novērtētu jaunizveidotās saites, Laurencin komanda veica pētījumu, kas publicēts 27. februāra numurā. Proceedings of the National Academy of Sciences , izmantojot trušu priekšmetus. Pētījumā tika pārbaudīti divu veidu sastatnes: viens bija iesēts ar šūnām no trušu ACL, un viens sastāvēja tikai no sintētiskā materiāla. Komanda ķirurģiski nomainīja katra truša saplēsto ACL ar vienu no divu veidu sastatnēm, izmantojot to pašu ķirurģisko procedūru, ko izmantotu cilvēkiem. Katra sastatne tika veidota tā, lai tā būtu nedaudz mazāka par sākotnējo trušu ACL, lai varētu notikt audu reģenerācija: audu augšana intraartikulārajā vai locītavas daļā un šūnu augšana sastatņu daļā, kas pievienota kaulam.
Pētījums tika veikts, izmantojot 32 trušus, kas tika pārbaudīti 4. un 12. nedēļā – izšķirošā dziedināšanas perioda sākumā un beigās. Sētu sastatņu rezultātus Laurencins uzskatīja par lieliskiem, sakot, ka 48 stundu laikā pēc operācijas truši staigāja normāli. Pētījumā tika ziņots par kolagēna un šūnu infiltrāciju implantā pēc 4 nedēļām, un pēc 12 nedēļām šūnas sastatņu malās bija radījušas kolagēna šķiedras jaunas saites veidošanai. Papildus tam, ka tika demonstrēts ātrāks, īstermiņa atveseļošanās laiks, neoligamentam bija pietiekama mehāniskā izturība.
Šī ir pirmā audu inženierijas matrica ACL, kas demonstrē tik būtisku neoligamenta veidošanos gan asinsvadu, gan kolagēna veidošanās ziņā, saka Laurencins. Tas dod cerību atjaunot ACL cilvēkiem un, cerams, pavērs ceļu jaunām pacientu ārstēšanas paradigmām.
Lai gan Laurencina sākotnējie atklājumi ir daudzsološi, dažiem trušiem izsētajā grupā un gandrīz visiem trušiem neizsētajā grupā tika plīsušas saites, iespējams, tāpēc, ka truši, atšķirībā no cilvēkiem, neievēro fizikālās terapijas grafiku, kā arī vai viņi ir pieraduši aizsargāt savas saites. Laurencins plāno turpināt uzraudzīt trušus un veiks papildu pētījumu ar lielākiem dzīvniekiem un, visbeidzot, cilvēkiem.
Tādiem sportistiem kā Palmers sistēma varētu būt atšķirība starp lielisku karjeru un viduvēju.