Home » Știință » Un nou biomaterial regenerează cartilajul deteriorat din articulații

Un nou biomaterial regenerează cartilajul deteriorat din articulații

Un nou biomaterial regenerează cartilajul deteriorat din articulații
Credit: Samuel I. Stupp/Northwestern University
Publicat: 11.08.2024

Oamenii de știință de la Universitatea Northwestern au dezvoltat un nou material bioactiv care a regenerat cu succes cartilajul de înaltă calitate din articulațiile genunchiului unui model de animal mare.

Deși arată ca o pastă cauciucată, materialul este, de fapt, o rețea complexă de componente moleculare, care lucrează împreună pentru a imita mediul natural al cartilajului în organism.

În cadrul noului studiu, cercetătorii au aplicat materialul pe cartilajele deteriorate din articulațiile genunchilor animalelor. În doar șase luni, cercetătorii au observat dovezi ale unei reparații îmbunătățite, inclusiv creșterea de noi cartilaje care conțin biopolimeri naturali (colagen II și proteoglicani), care permit o rezistență mecanică fără durere a articulațiilor.

Cercetătorii afirmă că noul material ar putea fi utilizat într-o bună zi pentru a preveni operațiile de înlocuire completă a genunchiului, pentru a trata boli degenerative precum osteoartrita și pentru a repara leziuni legate de sport, precum rupturile LCA.

Studiul a fost publicat în Proceedings of the National Academy of Sciences.

„Cartilajul este o componentă esențială în articulațiile noastre”, a declarat Samuel I. Stupp de la Northwestern, care a condus studiul.

Din ce este alcătuit materialul?

„Atunci când cartilajul se deteriorează sau se rupe în timp, poate avea un impact major asupra sănătății și mobilității generale a oamenilor. Problema este că, la oamenii adulți, cartilajul nu are o capacitate inerentă de vindecare. Noua noastră terapie poate induce repararea unui țesut care nu se regenerează în mod natural. Credem că tratamentul nostru ar putea contribui la rezolvarea unei nevoi clinice grave, nesatisfăcute.”

Noul studiu urmează lucrărilor publicate recent de laboratorul Stupp, în care echipa a folosit „molecule dansante” pentru a activa celulele cartilajului uman pentru a stimula producția de proteine care construiesc matricea țesutului.

În loc să utilizeze molecule de dans, noul studiu evaluează un biomaterial hibrid dezvoltat tot în laboratorul lui Stupp. Noul biomaterial cuprinde două componente: o peptidă bioactivă care se leagă de factorul de creștere transformant beta-1 (TGFb-1) – o proteină esențială pentru creșterea și menținerea cartilajului – și acid hialuronic modificat, un polizaharid natural prezent în cartilaj și în lichidul sinovial lubrifiant din articulații

Echipa lui Stupp a integrat peptida bioactivă și particulele de acid hialuronic modificate chimic pentru a conduce autoorganizarea fibrelor la scară nanometrică în mănunchiuri care imită arhitectura naturală a cartilajului.

Scopul a fost de a crea o schelă atractivă pentru celulele proprii ale organismului pentru a regenera țesutul cartilaginos. Cu ajutorul semnalelor bioactive din fibrele la scară nanometrică, materialul încurajează repararea cartilajului de către celulele care populează scheletul.

Noul material ar putea fi aplicat articulațiilor în timpul operațiilor deschise

Pentru a evalua eficacitatea materialului în promovarea creșterii cartilajului, cercetătorii l-au testat pe oi cu defecte de cartilaj la nivelul articulației bufului, o articulație complexă a membrelor posterioare, similară genunchiului uman. Această lucrare a fost realizată în laboratorul lui Mark Markel din cadrul Facultății de Medicină Veterinară a Universității Wisconsin-Madison.

Potrivit lui Stupp, testarea pe un model de oaie a fost vitală. La fel ca la om, cartilajul oilor este incredibil de dificil de regenerat.

„Un studiu pe un model de oaie este mai predictiv cu privire la modul în care tratamentul va funcționa la om”, a declarat Stupp. „La alte animale mai mici, regenerarea cartilajului are loc mult mai ușor”.

În cadrul studiului, cercetătorii au injectat materialul gros, asemănător unei paste, în defectele de cartilaj, unde s-a transformat într-o matrice cauciucată. Nu numai că noul cartilaj a crescut pentru a umple defectul pe măsură ce schela se degrada, dar țesutul reparat a fost în mod constant de calitate superioară.

În viitor, Stupp își imaginează că noul material ar putea fi aplicat articulațiilor în timpul operațiilor deschise sau artroscopice. Standardul actual de îngrijire este chirurgia prin microfracturare, în timpul căreia chirurgii creează mici fracturi în osul de bază pentru a induce creșterea cartilajului nou, scrie MedicalXpress.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Artroza, boala degenerativă a articulaţiilor: simptome, diagnostic şi tratament

Ce factori duc la durerile de articulaţie din perioada iernii şi cum pot fi evitate acestea

Te dor articulaţiile pentru că e nor? Un grup de cercetători infirmă această teorie, după ce a analizat 1,5 milioane de oameni

Gelul “minune” care repara articulatiile

Mihaela Horchidan
Mihaela Horchidan
Mihaela și-a finalizat studiile la Facultatea de Jurnalism și Științele Comunicării din cadrul Universității din București, având experiență în presa online și radio. Curiozitatea, dorința de a afla cât mai multe și pasiunea pentru istorie, ştiinţă şi natură au condus-o către Descopera.ro citește mai mult
Urmărește DESCOPERĂ.ro pe
Google News și Google Showcase
Cele mai noi articole
Cel puțin 35.000 de oameni au murit în Europa din cauza căldurii extreme din această vară
Cel puțin 35.000 de oameni au murit în Europa din cauza căldurii extreme din această vară
Cel mai frumos sat din lume, sufocat de turiști. Ce pregătesc autoritățile?
Cel mai frumos sat din lume, sufocat de turiști. Ce pregătesc autoritățile?
Cum vapatul îți poate afecta ochii fără să-ți dai seama?
Cum vapatul îți poate afecta ochii fără să-ți dai seama?
China avertizează SUA că își va „apăra ferm drepturile și interesele”
China avertizează SUA că își va „apăra ferm drepturile și interesele”
Un satelit cât o valiză ar putea detecta primul semnal cosmic dinaintea apariției stelelor
Un satelit cât o valiză ar putea detecta primul semnal cosmic dinaintea apariției stelelor
Rechinul care poate trăi 400 de ani: este cel mai longeviv vertebrat cunoscut de pe Pământ
Rechinul care poate trăi 400 de ani: este cel mai longeviv vertebrat cunoscut de pe Pământ
ADN-ul străvechi dezvăluie cum s-a schimbat Europa după căderea Romei
ADN-ul străvechi dezvăluie cum s-a schimbat Europa după căderea Romei
Descoperire istorică pentru fizica modernă! Ce au observat oamenii de știință pentru prima dată?
Descoperire istorică pentru fizica modernă! Ce au observat oamenii de știință pentru prima dată?
Cercetătorii au creat plasticul care se evaporă la căldură și se reasamblează singur
Cercetătorii au creat plasticul care se evaporă la căldură și se reasamblează singur
„Spin & Splash by CSID.ro”, două zile de sport, joacă, sănătate și surprize pentru întreaga familie, la THERME București
„Spin & Splash by CSID.ro”, două zile de sport, joacă, sănătate și surprize pentru întreaga familie, la THERME ...
Astronomii au descoperit, în premieră, un metal esențial pentru viață în jurul unei supergigante rare
Astronomii au descoperit, în premieră, un metal esențial pentru viață în jurul unei supergigante rare
China pregătește o nouă misiune pe Lună
China pregătește o nouă misiune pe Lună
Cât de sângeros a fost în realitate Ivan cel Groaznic, diplomatul de geniu divinizat de Stalin
Cât de sângeros a fost în realitate Ivan cel Groaznic, diplomatul de geniu divinizat de Stalin
Un mormânt comun cu cel puțin 129 de bărbați a fost descoperit lângă Viena. Cine au fost victimele unei confruntări romane necunoscute?
Un mormânt comun cu cel puțin 129 de bărbați a fost descoperit lângă Viena. Cine au fost victimele unei confruntări ...
Arheologii au descoperit ce ascundea o peșteră din Turcia de aproape 13.000 de ani. Urmele unor vânători-culegători de la Marea Neagră
Arheologii au descoperit ce ascundea o peșteră din Turcia de aproape 13.000 de ani. Urmele unor vânători-culegători ...
Cercetătorii au descoperit un secret, vechi de 3,7 miliarde de ani, al vieții timpurii
Cercetătorii au descoperit un secret, vechi de 3,7 miliarde de ani, al vieții timpurii
Unul dintre cele mai reci locuri din Univers se găsește chiar aici pe Pământ
Unul dintre cele mai reci locuri din Univers se găsește chiar aici pe Pământ
Trei minute de sprint sunt mai eficiente decât 90 de minute de exerciții moderate, indică un studiu
Trei minute de sprint sunt mai eficiente decât 90 de minute de exerciții moderate, indică un studiu