Injecteerbare gel die het herstel van gescheurde kraakbeen kan versnellen

Published on December 13, 2004 at 8:15 AM · No Comments

In een project dat waarschijnlijk zal worden bekeken door de voetballers, hardlopers en andere atleten, onderzoekers van MIT en Harvard Medical School zeggen dat ze een injecteerbare gel die zou kunnen repareren van gescheurde kraakbeen, een gemeenschappelijke sportblessure snelheid ontwikkelen, en kan helpen gewond atleten terug te keren de concurrentie eerder.

De techniek maakt gebruik van de patiënt zelf kraakbeen-producerende cellen en heeft de potentie om effectiever en minder invasief dan de conventionele technieken het herstel van kraakbeen, die een uitgebreide operatie kan zijn, zeggen ze.

Wanneer het vloeibare mengsel wordt ingespoten in gebieden waar het kraakbeen is gescheurd, zoals een kniegewricht, het materiaal verhardt tot een gel bij blootstelling aan ultraviolet licht, waardoor de getransplanteerde cellen op hun plaats zodat ze kunnen nieuwe kraakbeen groeien waar het nodig is. Het biologisch afbreekbare materiaal wordt beschreven in het 10 januari kwestie van Biomacromolecules, een peer-reviewed tijdschrift van de American Chemical Society, 's werelds grootste wetenschappelijke vereniging.

Gescheurd kraakbeen is een zeer pijnlijk, moeilijk te genezen letsel, vooral omdat het kraakbeen niet regenereren op zijn eigen. Het gebeurt meestal als gevolg van een traumatische verwondingen, zoals tijdens het sporten, en komt het meest voor in het kniegewricht, maar de aandoening kan ook optreden als gevolg van de normale dagelijkse activiteiten. Conventionele behandeling methoden zijn rust, pijnstillers en soms, invasieve chirurgie te repareren. Patiënten die een operatie ondergaan kan worden geconfronteerd met een langzame, pijnlijke herstel.

"Het gebruik van een patiënt zelf kraakbeen-producerende cellen, ons doel is om de cellen te plaatsen in onze nieuwe gel en ze te injecteren in de verwonding site, zodat het kraakbeen groeit waar het nodig is", zegt studie hoofdauteur Jason A. Burdick, Ph.D ., een postdoc bij de afdeling Chemical Engineering aan het Massachusetts Institute of Technology in Cambridge, Massachusetts "De gel zelf zal in eerste instantie niet vervang beschadigde kraakbeen, maar zal een optimale groei omgeving voor geïmplanteerd kraakbeen-producerende cellen, zodat nieuwe kraakbeen kan worden gevormd en helpen bij het herstellen functie. "

De gel materiaal zelf is samengesteld uit een natuurlijke polysaccharide genaamd hyaluronzuur, die is gemodificeerd met fotoreactief groepen (methacrylaten) en een lichtgevoelige molecuul. Burdick vergelijkt de procedure, waarin de injecteerbare vloeistof wordt omgezet in een gel, om "het maken van Jell-O." Maar in plaats van het gebruik van koude temperatuur voor gelering, deze techniek maakt gebruik van licht, wat hij zegt is een veel sneller en gecontroleerd proces. Zoek niet naar de gel anytime soon, waarschuwt hij, als het onderzoek is in een vroeg stadium het testen en kon ten minste vijf jaar voordat het beschikbaar is voor consumenten te nemen. "We willen uiteindelijk graag een materiaal dat zo sterk is als kraakbeen, om de belasting van het gewricht direct na implantatie beer te maken," Burdick zegt, "maar we zijn er nog niet."

In een proof-of-concept experiment, de onderzoekers geïmplanteerde het materiaal, met behulp van kraakbeen-producerende cellen (chondrocyten) verkregen uit de oren van varkens, onder de huid van een kleine groep van muizen, die gewoonlijk worden gebruikt voor het kraakbeen vorming in een te onderzoeken fysiologisch milieu. Het materiaal werd gegeleerde met blootstelling aan ultraviolet licht en kraakbeenvorming werd onderzocht in de loop van drie maanden. Het materiaal dat steeds grotere hoeveelheden van gezond nieuw kraakbeen in de onderzoeksperiode, aldus de onderzoekers. Hoewel ultraviolet licht wordt gebruikt in het huidige proces van geleren, uiteindelijk het proces kan worden uitgevoerd met behulp van zichtbaar (regelmatig) licht, de wetenschappers zeggen.

Omdat het uitgangsmateriaal is vloeibaar, eventueel kan worden gebruikt met arthroscopic chirurgische instrumenten voor een minder invasieve procedure, Burdick zegt, eraan toevoegend dat het materiaal zal waarschijnlijk het beste werken voor het repareren van kleine, gelokaliseerde letsels aan het kraakbeen en verwondingen. Zoals gescheurd kraakbeen vaak gepaard gaat gewrichtsbanden beschadigd, ook de techniek gebruikt kan worden om het resultaat van ligament reparatie chirurgie te verbeteren, zegt hij.

Burdick voorspelt dat het misschien ooit mogelijk zijn om de techniek te gebruiken om versleten kraakbeen die het grote oppervlak van de gewrichten te herstellen, zoals bij artritis. Hetzelfde materiaal, zegt hij, ook gebruikt kan worden als "klei" op maat-mould nieuw kraakbeen buiten het lichaam voor het uiteindelijke gebruik in de plastische chirurgie wederopbouw, zoals de bouw van nieuwe oren en neuzen.

Het onderzoeksteam van plan binnenkort te testen het nieuwe materiaal op de werkelijke diermodellen met gescheurde kraakbeen. Als deze tests succesvol zijn, kunnen menselijke studies uiteindelijk volgen. Tot dan, niemand weet hoe snel het zal herstellen van beschadigde kraakbeen bij de mens, maar onderzoekers zijn optimistisch dat het zal worden veel sneller als de techniek is geoptimaliseerd. Voor de geblesseerde atleten te popelen om hun carrière te hervatten, kan het nieuwe materiaal een verschil maken.

Het Nationaal Instituut voor Dental en Craniofaciale Onderzoek verstrekte financiering voor deze studie. Het project is een van de vele biomateriaal innovaties worden ontwikkeld in de laboratoria van onderzoeksleider Robert Langer, Sc.D., een van de pioniers in de tissue engineering en biomaterialen onderzoek.

Andere onderzoekers betrokken bij deze studie omvatten Xinqiao Jia, Ph.D., van het MIT, Cindy Chung, BS, op dit moment een Ph.D. kandidaat aan de universiteit van Pennsylvania, en Mark A. Randolph, van de Harvard Medical School.

Read in | English | Español | Français | Deutsch | Português | Italiano | 日本語 | 한국어 | 简体中文 | 繁體中文 | Nederlands | Русский | Svenska | Polski