211service.com
Lepší disk na opravu zad
Bolest zad způsobená poškozenou meziobratlovou ploténkou často vyžaduje chirurgický zákrok, což znamená buď výměnu ploténky za plastový či kovový implantát, nebo vyjmutí ploténky a sloučení sousedních. Nový typ náhradní ploténky – skládající se z lešení osetého živými buňkami – by mohl zmírnit bolesti zad bez mnoha vedlejších účinků způsobených stávajícími chirurgickými přístupy.
Studený tisk: Zde zobrazený materiál funguje jako lešení pro umělou meziobratlovou ploténku obsahující živé buňky.
Výzkumníci z Medical University of South Carolina vyrobili prototyp náhradního disku vytištěním vnějšího lešení a poté osazením lešení živými buňkami. Lešení přesně napodobuje složitě vrstvenou mikrostrukturu skutečné meziobratlové ploténky a je prvním krokem k výrobě implantátu, který může plnit stejné podpůrné a nárazové funkce jako originál. Ve srovnání s kovovými a plastovými implantáty, které se dnes používají, jde o umělé lešení. zahalené v živé tkáni by se mohly samy opravit a neustálý přístup k krevnímu zásobení by snížil riziko infekce po operaci.
Intervertebrální ploténka neboli IVD má tvar želé koblihy s měkkým, elastickým středem a tužší, vláknitou vnější vrstvou. Disk sevřený mezi obratle v páteři definuje a podporuje pohyb páteře, drží kosti na místě a umožňuje páteři jako celku ohýbat se a kroutit. Kotouče také fungují jako tlumiče nárazů a tlumí nárazy na páteř. Když se ploténka opotřebuje, tlak podél páteře je nerovnoměrně rozložen, a pokud se obratle byť jen nepatrně posunou, napínají nervy obíhající páteř a způsobují bolest. Pokud cvičení a fyzikální terapie nenabízejí žádnou úlevu, může být vyžadován chirurgický zákrok.
Spinální fúze však omezuje ohýbání a kroucení ve srostlé části páteře, takže někteří chirurgové silně argumentují pro implantační metodu. Nikdo z nás se nenarodil se srostlými páteřemi, říká Barton Sachs , profesor ortopedie na Medical College of South Carolina, který běžně provádí operace s implantátem disku a který nebyl spojen s novou prací. Spojení dvou kostí dohromady může zvýšit tlak na sousední segmenty a opotřebovat další disky, říká Sachs. Nejen, že implantát zachovává pohyb, ale i doba zotavení po operaci implantátu je kratší. Funguje to velmi dobře, říká Sachs. [Pacienti] dostat se z nemocnice rychleji; rychleji se vrátí ke svému životnímu stylu.
V současnosti používané implantáty však nárazy neabsorbují. Vkládáte materiály, které vypadají jako středověké, a to je stav současné klinické praxe, říká Robert Mauck , profesor ortopedické chirurgie a tkáňového inženýrství na University of Pennsylvania. Mauck pracuje na konkurenčním vylepšení diskových implantátů.
Vědci z lékařské univerzity v Jižní Karolíně v čele s Xuejun Wen , profesor bioinženýrství a regenerativní medicíny na Clemson University a Medical University of South Carolina, se pokusil věrně napodobit přirozenou architekturu disku, aby mohl plnit stejné funkce jako originál.
Nejprve na počítači vymodelovali složitou vnitřní strukturu disku. Poté vytlačili rozpuštěný polyuretan přes jemný skleněný hrot mikropipety na platformu udržovanou při -4 stupních Celsia. Nízká teplota podkladu způsobila, že každá potištěná vrstva rychle ztuhla a umožnila po sobě jdoucím vrstvám naskládat a udržet si svůj tvar. Pokud to nezchladíte opravdu rychle, nezískáte strukturu, kterou chcete, říká Wen. Nakonec skupina nasadila bovinní buňky na skafold, aby otestovala, zda struktura podporuje buněčný růst. Ty rostly, aby jej zaplnily během 19 dnů, po kterých se zjistilo, že se buňky samy uspořádaly jako v přirozeném disku.
Je to chytrá aplikace aditivní výroby a vzrušující kus práce, říká James Iatridis , profesor ortopedie a neurochirurgie na lékařské fakultě Mount Sinai v New Yorku. Ale Iatridis dodává, že několik alternativních přístupů zahrnujících biologickou opravu se blíží klinickým studiím nebo v pokročilejších fázích vývoje.
Zatímco nové dílo Wena a jeho skupiny se nejvíce blíží replikaci mikrostruktury skutečného disku, jeho výkon musí být ještě otestován. V příštích několika měsících budou disky testovány na krysách. Stále se snažíme pochopit, jak složitá musí být naše navržená řešení, abychom obnovili funkci, říká Mauck.