Боли в спине и шее часто являются результатом прогрессирующего повреждения дисков, которые разделяют позвонки. Благодаря новым исследованиям, вскоре получится найти лучшее решение этой проблемы: биоинжинированные диски, выращенные из собственных клеток человека.
Проблемы, связанные с межпозвонковыми дисками, являются распространенным недугом, затрагивающим большую часть населения.
Как правило, здоровые межпозвоночные диски функционируют, поглощая напряжение, которое воздействует на позвоночник, когда мы двигаемся и корректируют нашу осанку аналогично подвеске автомобиля.
Если эти диски изнашиваются, это может вызвать боль в разных областях спины или шеи человека.
До сих пор лечение дегенерации межпозвонковых дисков включало операцию спинального слияния и замену поврежденных дисков на искусственные.
Однако эти подходы приносят ограниченную пользу, потому что они не могут восстановить полную функцию заменяемых межпозвоночных дисков.
Теперь исследовательская группа из Медицинской школы Университета Перлмана, Школы инженерных наук и прикладных наук и Школы ветеринарной медицины стремится решить эту проблему, развивая биоинжинированные межпозвоночные диски, изготовленные из собственных стволовых клеток человека.
Стволовые клетки являются недифференцированными клетками, которые могут «трансформироваться» в любые специализированные клетки. Именно поэтому они стали центром многочисленных медицинских исследований, в том числе и текущих.
Исследователи из Университета Пенсильвании работают в течение последних 15 лет над моделями биоинженерных дисков — сначала в лабораторных исследованиях, затем в небольших исследованиях на животных, а в последнее время в крупных исследованиях на животных.
«Это важный шаг: создать такой большой диск в лаборатории, чтобы он подошёл организму, а затем интегрировался с окружающей родной тканью. Это очень многообещающе», — говорит профессор Роберт Л. Маук, старший автор текущего исследования.
Исследования на моделях животных
Ранее исследователи тестировали новые диски в хвостах крыс в течение 5 недель.
В новом исследовании команда модернизировала эти диски. Затем они протестировали новую модель с концевыми пластинками — снова у крыс, но на этот раз исследование затянулось до 20 недель.
Новая структура биоинженерного диска позволяет ему сохранять свою форму лучше и легче интегрироваться с окружающей тканью.
Судя по нескольким тестам: МРТ сканированию и нескольким глубоким тканевым и механическим анализам — исследователи обнаружили, что у крыс эти модернизированные диски эффективно восстанавливают оригинальную структуру и функцию позвоночника.
Этот первоначальный успех побудил исследовательскую группу к изучению этих дисков у козлов. Они имплантировали устройство в позвоночник некоторых животных. Ученые решили работать с козами, потому что, как они объясняют, шейные спинальные диски коз имеют такие же размеры, как и у людей.
Более того, у коз схожая осанка, что позволяет исследователям приблизиться на один шаг ближе к испытаниям на людях.
Причина для радости
Испытания исследователей на козах также были успешными. Они заметили, что диски хорошо интегрируются с окружающей тканью, а механическая функция дисков соответствует, если не превосходит, функцию дисков коз.
«Я думаю, что это действительно захватывающе, что мы зашли так далеко от крысиного хвоста вплоть до имплантантов размером с человеческие», — говорит доктор Харви Э. Смит, автор исследования.
Исследователи говорят, что следующий шаг будет включать в себя проведение дальнейших более обширных испытаний на козах, что позволит ученым лучше понять, насколько хорошо работают эти искусственные диски.
