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Greffes de tissu de technicien de scientifiques pour le remontage commun personnalisé

Le joint temporomandibulaire (TMJ), qui forme la partie arrière du maxillaire inférieur et branche votre maxillaire à votre crâne, est anatomiquement un composé et une structure fortement chargée se composant du cartilage et de l'os. Environ 10 millions de personnes seuls aux Etats-Unis souffrent du dysfonctionnement de TMJ dû aux anomalies congénitales, au traumatisme, ou à la maladie.

Les traitements actuels s'échelonnent des injections stéroïdes qui fournissent seulement un soulagement de la douleur temporaire, aux reconstructions chirurgicales utilisant le tissu de dispositif ou de distributeur prothétique, et souvent ne fournissent pas le réglage durable. Les chercheurs ont recherché une meilleure voie de traiter le TMJ, y compris vérifier les greffes biologiques de TMJ développées dans le laboratoire qui pourrait intégrer avec les tissus indigènes, transformer le joint au fil du temps, et fournir toute la vie le fonctionnement pour le patient.

Une équipe multidisciplinaire du bureau d'études de Colombie, de l'université de Colombie du médicament dentaire et du service de médecine, du LLC d'université de l'Etat de la Louisiane, de LaCell, et des sciences d'Obatala a maintenant les greffes vivantes bioengineered du cartilage-os TMJ, avec précision appariées au bénéficiaire, biologiquement et anatomiquement. Leur la plupart d'étude récente, aujourd'hui publié en médicament de translation de la Science, constructions sur une longue suite de leurs développements précédents qui ont commencé en 2005 sur le cartilage et l'os fonctionnels de bio-ingénierie pour les modèles régénérateurs de médicament et de tissu de la maladie.

Les auteurs avaient l'habitude le minipig de Yucatan pour déterminer leur méthodologie pour la reconstruction de TMJ utilisant les propres cellules des bénéficiaires. L'équipe a isolé les cellules souche d'un peu de graisse obtenue à partir de chaque animal, augmenté les cellules dans la culture pour obtenir un numéro suffisant pour une grande greffe, et induit elles dans le cartilage et l'os formant des cellules. Utilisant la fabrication représentation-guidée, les chercheurs ont formé une case de matrice osseuse bovine decellularized cliniquement utilisée dans la géométrie exacte du TMJ étant réparée. Ils ont infusé cet échafaudage avec les cellules de os-formation, tout en induisant la formation de cartilage en rendant une couche extérieure épaisse de 1 millimètre de cellules mésenchymateuses condensées compacte. Ils ont établi la chambre assortie de bioréacteur de sorte que l'échafaudage inséré fortement dans lui, comme une main dans un gant.

Puisque le cartilage et l'os forment dans différentes conditions environnementales, la formation des greffes de TMJ a exigé un bioréacteur spécialisé qui a fourni une alimentation indépendante en milieux de culture d'os et de cartilage aux deux régions de tissu. La perfusion optimisée par chercheurs du milieu de culture par l'os et flux au-dessus de la surface de cartilage afin de répondre à la nutrition distinctement différente et aux besoins matériels de signalisation des deux tissus. Une fois que toutes ces conditions exigeantes étaient remplies, l'équipe a implanté les greffes personnalisées de TMJ dans les animaux d'expérience pendant six mois pour déterminer la capacité des greffes remonter à structurellement et fonctionellement le joint indigène.

Ce que nous avons trouvé dans ces travaux récents pourrait être transformatif. Ces greffes ont eu une apparence stratifiée comme indigène, ont bien intégré avec les tissus environnants, et si le fonctionnement biologique et mécanique du joint indigène. Nous croyons que cette méthodologie pourrait être étendue à la bio-ingénierie d'autres joints, et à déterminer les modèles haute-fidélité pour étudier les maladies communes. »

Gordana Vunjak-Novakovic, professeur d'Université, professeur de fondation de Mikati de génie biomédical et de sciences médicales, et professeur de médicament dentaire

Vunjak-Novakovic a noté que la taille et le profil de l'équipe de recherche multi-institutionnelle de 18 chercheurs avec des compétences dans la bio-ingénierie, la chirurgie, les cellules souche, la représentation, le modèle de bioréacteur, et la modélisation mathématique réfléchit la complexité de ce projet de translation, qui a pris quatre ans pour compléter.

L'utilisation du bioréacteur de double-flux était critique à l'étude. « Développer ce bioréacteur un-de-un-aimable était instrumental pour la formation des greffes composées de cartilage-os, » dit Vunjak-Novakovic. « Chaque tissu a été mis à jour dans ses propres moyens « créneau, « tout en permettant la transmission entre le cartilage et l'os en diffusant des facteurs, juste comme dans notre fuselage. Acommodating la forme complexe du TMJ était une difficulté complémentaire que nous avons dû surmonter, par expérimentation créative et des études de modélisation. »

Étudiez les auteurs importants David Chen et Josephine Wu, les stagiaires du génie biomédical PhD qui travaill dans le laboratoire de Vunjak-Novakovic, ajoutent, « voyant l'évolution de nos greffes de tissu excitait énormément. Chaque étape feutrée une étape, de réaliser un naissant, couche mince de cartilage dans le laboratoire, au premier aperçu après implantation dans l'espace commun guéri, complet avec un cartilage entièrement formé et stratifié. »

Par coïncidence, l'étude est publiée au moment où l'epiBone, une compagnie lancée à partir du laboratoire de Vunjak-Novakovic pour développer un pipeline d'os, le cartilage, et les produits composés d'os-cartilage, commence une étude clinique de la phase I/II d'évaluer son produit d'os dans les patients présentant les défectuosités de continuité de maxillaire inférieur qui exigent la reconstruction. Ce test clinique est conçu pour produire les greffons osseux vivants qui peuvent aller bien à une partie sans joint du fuselage d'un patient, basés sur la même technologie fondamentale que la présente étude.

Les chercheurs mettent l'accent sur que plus de travail doit être effectué avant que les greffes patient-réglées de TMJ puissent devenir une réalité clinique. Les études au-dessus de plus longs laps de temps sont nécessaires pour comprendre entièrement l'étape progressive de la retouche de tissu. De plus, les chercheurs sont intéressés à étendre leur méthodologie à explorer la diversité de la population des patients et à vérifier le réglage de TMJ en fonction de l'âge, du sexe, ou de la présence de la maladie squelettique ou des conditions systémiques appropriées.

Source:
Journal reference:

Chen, D., (2020) Tissue engineered autologous cartilage-bone grafts for temporomandibular joint regeneration. Science Translational Medicine. doi.org/10.1126/scitranslmed.abb6683.