Implantater 'lavet af dine egne celler' kan ende rygsmerter
Ryg- og nakkesmerter er ofte resultatet af den gradvise skade på skiverne, der adskiller rygsøjlen. Takket være ny tværfaglig forskning har vi muligvis snart en bedre løsning på dette problem: biotekniske skiver vokset ud af en persons egne celler.
Intervertebral skiven degeneration er et almindeligt problem, der rammer en stor del af befolkningen.
Sunde intervertebrale skiver fungerer typisk ved at absorbere stress placeret på rygsøjlen, når vi bevæger os og justerer vores kropsholdning på samme måde som en bilaffjedring.
Hvis disse diske er slidte, kan det forårsage smerte i forskellige områder af en persons ryg eller nakke.
Indtil videre inkluderer behandlinger for intervertebral diskdegeneration rygmarvsfusionskirurgi og erstatning af de beskadigede diske med kunstige.
Disse tilgange medfører dog begrænsede fordele, fordi de ikke kan gendanne den fulde funktion af de intervertebrale diske, de udskifter.
Nu sigter et tværfagligt forskerteam fra University of Pennsylvania's Perelman School of Medicine, School of Engineering and Applied Science og School of Veterinary Medicine for at løse dette problem ved at udvikle biotekniske intervertebrale diske lavet af individets egne stamceller.
Stamceller er udifferentierede celler, der har potentialet til at "transformere" til eventuelle specialiserede celler. Derfor er de blevet fokus for flere medicinske forskningsundersøgelser, inklusive den nuværende.
Forskerne ved University of Pennsylvania har arbejdet i de sidste 15 år med biotekniske diskmodeller - først i laboratorieundersøgelser, derefter i mindre dyreforsøg og senest i store dyreforsøg.
”Dette er et stort skridt: at dyrke en så stor disk i laboratoriet, få den ind i diskrummet og derefter få den til at begynde at integrere med det omgivende native væv. Det er meget lovende, ”siger professor Robert L. Mauck, medforfatter af den aktuelle undersøgelse.
"Den nuværende plejestandard gendanner faktisk ikke disken, så vores håb med denne konstruerede enhed er at udskifte den på en biologisk, funktionel måde og genvinde hele bevægelsesområdet," tilføjer han.
Undersøgelser inden for dyrs succes indtil videre
Tidligere testede forskerne de nye skiver - kaldet "skivelignende vinkellagsstrukturer" (DAPS) - i rottehaler i 5 uger.
I den nye undersøgelse, hvis resultater vises i tidsskriftet Science Translational Medicine, teamet udviklede de konstruerede diske yderligere. Derefter testede de den nye model - kaldet ”endplate-modified DAPS” (eDAPS) - hos rotter igen, men denne gang i op til 20 uger.
Den nye struktur på den biotekniske skive gør det muligt at bevare sin form bedre og lettere at integrere med det omgivende væv.
Efter flere tests - MR-scanninger og flere dybdegående vævs- og mekaniske analyser - fandt forskerne, at eDAPS i rotte-modellen gendannede den originale disks struktur og funktion.
Denne indledende succes motiverede forskergruppen til at undersøge eDAPS hos geder, og de implanterede enheden i livmoderhalsen på nogle af dyrene. Forskerne valgte at arbejde med geder, fordi, som de forklarer, de cervikale rygskiver på geder har lignende dimensioner som hos mennesker.
Desuden har geder halvoprejst statur, så forskerne kan bringe deres undersøgelse et skridt nærmere menneskelige forsøg.
'En meget god grund til at være optimistisk'
Forskernes test på geder var også vellykkede. De bemærkede, at eDAPS integrerede godt med det omgivende væv, og at skivenes mekaniske funktion i det mindste matchede, hvis ikke overgået, gedenes originale cervikale skiver.
"Jeg synes det er virkelig spændende, at vi er kommet så langt fra rottehale helt op til implantater i menneskelig størrelse," siger Dr. Harvey E. Smith, medforfatter af undersøgelsen.
"Når man ser på succesen i litteraturen fra mekaniske apparater, synes jeg der er en meget god grund til at være optimistisk over, at vi kunne nå den samme succes, hvis ikke overstige den med de konstruerede diske."
Dr. Harvey E. Smith
Forskerne siger, at det næste trin vil omfatte udførelse af yderligere, mere omfattende forsøg med geder, som vil give forskerne bedre mulighed for at forstå, hvor godt eDAPS fungerer.
Desuden planlægger forskergruppen at afprøve eDAPS i modeller af menneskelig intervertebral diskdegeneration og dermed forhåbentlig komme et skridt tættere på kliniske forsøg.
”Der er meget ønskværdighed at implantere en biologisk enhed, der er lavet af dine egne celler,” bemærker Dr. Smith og tilføjer, at ”Brug af en ægte vævsteknikeret bevægelsesbevarende erstatningsenhed i artroplastik af denne art er ikke noget, vi har gjort inden for ortopædi. ”
”Jeg tror, det ville være et paradigmeskift for, hvordan vi virkelig behandler disse rygsygdomme, og hvordan vi nærmer os bevægelsesbesparende rekonstruktion af led,” fortsætter han.
