211service.com
Lepszy dysk do naprawy pleców
Ból kręgosłupa spowodowany uszkodzeniem krążka międzykręgowego często wymaga operacji, co oznacza zastąpienie krążka plastikowym lub metalowym implantem lub usunięcie krążka i zespolenie sąsiednich. Nowy rodzaj dysku zastępczego — składający się z rusztowania wypełnionego żywymi komórkami — może złagodzić ból pleców bez wielu skutków ubocznych spowodowanych istniejącymi metodami chirurgicznymi.
Druk na zimno: Pokazany tutaj materiał działa jak rusztowanie dla sztucznego krążka międzykręgowego zawierającego żywe komórki.
Naukowcy z Uniwersytetu Medycznego Karoliny Południowej wykonali prototypowy dysk zastępczy, drukując zewnętrzne rusztowanie, a następnie umieszczając na nim żywe komórki. Rusztowanie ściśle naśladuje misternie ułożoną mikrostrukturę prawdziwego krążka międzykręgowego i jest pierwszym krokiem w kierunku stworzenia implantu, który może pełnić te same funkcje wspierające i amortyzujące, co oryginał. W porównaniu do obecnie stosowanych implantów metalowych i plastikowych, sztuczne rusztowanie owinięty żywą tkanką może się samoczynnie naprawić, a stały dostęp do krwi zmniejszy ryzyko infekcji po operacji.
Krążek międzykręgowy lub IVD ma kształt pączka z galaretki, z miękkim, elastycznym środkiem i twardszą, włóknistą warstwą zewnętrzną. Wciśnięty między kręgi w kręgosłupie, krążek definiuje i wspiera ruch kręgosłupa, utrzymując kości na miejscu, jednocześnie umożliwiając zginanie i skręcanie całego kręgosłupa. Dyski pełnią również funkcję amortyzatorów, amortyzując uderzenia w kręgosłup. Kiedy dysk się zużyje, ucisk wzdłuż kręgosłupa jest nierównomiernie rozłożony, a jeśli kręgi przesuwają się nawet nieznacznie, rozciągają nerwy otaczające kręgosłup, powodując ból. Jeśli ćwiczenia i fizjoterapia nie przynoszą ulgi, może być wymagana operacja.
Zespalanie kręgosłupa ogranicza jednak zginanie i skręcanie w zrośniętej części kręgosłupa, więc niektórzy chirurdzy przemawiają za metodą implantacji. Nikt z nas nie urodził się ze zrośniętymi kolcami, mówi Barton Sachs , profesor ortopedii w Medical College of South Carolina, który rutynowo wykonuje operację implantacji dysku i który nie był związany z nową pracą. Łączenie dwóch kości może zwiększyć nacisk na sąsiednie segmenty, powodując zużycie innych dysków, mówi Sachs. Implant nie tylko zachowuje ruch, ale czas powrotu do zdrowia po zabiegu implantacji jest krótszy. Działa bardzo dobrze, mówi Sachs. [Pacjenci] szybciej wychodzą ze szpitala; szybciej wracają do swojego stylu życia.
Jednak obecnie stosowane implanty nie amortyzują wstrząsów. Wprowadzasz materiały, które wyglądają na średniowieczne i taki jest stan obecnej praktyki klinicznej, mówi Robert Mauck , profesor chirurgii ortopedycznej i inżynierii tkankowej na Uniwersytecie Pensylwanii. Mauck pracuje nad konkurencyjnym ulepszeniem implantów dysków.
Naukowcy z Uniwersytetu Medycznego Karoliny Południowej, kierowani przez Xuejun Wen prof.
Najpierw modelowali złożoną strukturę wewnętrzną dysku na komputerze. Następnie wytłoczyli rozpuszczony poliuretan przez cienką szklaną końcówkę mikropipety na platformę utrzymywaną w temperaturze -4 stopni Celsjusza. Niska temperatura podłoża spowodowała, że każda zadrukowana warstwa szybko zestaliła się, a kolejne warstwy ułożyły się na sobie i zachowały swój kształt. Jeśli nie ochłodzisz go naprawdę szybko, nie uzyskasz pożądanej struktury, mówi Wen. Na koniec, grupa wysiewała komórki bydlęce na rusztowanie, aby sprawdzić, czy struktura wspiera wzrost komórek. Te rosły, aby wypełnić je przez 19 dni, po czym komórki ułożyły się tak, jak w naturalnym dysku.
To sprytne zastosowanie wytwarzania przyrostowego i ekscytująca praca, mówi James Iatridis , profesor ortopedii i neurochirurgii w Mount Sinai School of Medicine w Nowym Jorku. Ale Iatridis dodaje, że kilka alternatywnych podejść obejmujących naprawę biologiczną zbliża się do prób klinicznych lub na bardziej zaawansowanych etapach rozwoju.
Chociaż nowa praca Wen i jego grupy jest najbliżej odtworzenia mikrostruktury prawdziwego dysku, jej działanie nie zostało jeszcze przetestowane. W ciągu najbliższych kilku miesięcy krążki będą testowane na szczurach. Wciąż próbujemy zrozumieć, jak skomplikowane muszą być nasze rozwiązania inżynieryjne, aby przywrócić funkcjonalność, mówi Mauck.