Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Bandaż sprzyjający zrastaniu kości? Czemu nie. Takie właśnie rozwiązanie przetestowali na myszach naukowcy z Duke University. Bandaż wychwytuje i przetrzymuje w miejscu złamania sprzyjającą gojeniu adenozynę.

Podczas testów bandaż pomagał przyspieszyć tworzenie kostniny oraz waskularyzację (unaczynienie) gojącego się złamania.

W 2014 r. prof. Shyni Varghese sprawdzała, w jaki sposób biomateriały z fosforanu wapnia sprzyjają naprawie i regeneracji kości. Naukowcy z jej laboratorium odkryli, że ważną rolę w pobudzaniu wzrostu kości odgrywa adenozyna.

W toku dalszych badań Amerykanie stwierdzili, że organizm "zalewa" okolice gojącego się złamania adenozyną. Niestety, te miejscowo wysokie stężenia są szybko metabolizowane. Varghese zaczęła się więc zastanawiać, czy podtrzymanie dużych poziomów adenozyny może wspomóc proces gojenia.

Najpierw należało jednak rozwiązać pewien problem. Adenozyna występuje w niskich stężeniach w całym organizmie i odpowiada za wiele ważnych funkcji, które nie mają nic wspólnego z gojeniem kości. By uniknąć niechcianych skutków ubocznych, musieliśmy znaleźć sposób na zatrzymanie adenozyny w okolicy urazu, w dodatku w odpowiednim stężeniu.

Mając to na uwadze, Varghese i Yuze Zeng zaprojektowali bandaż nakładany bezpośrednio na miejsce złamania, który zawiera sekwestrujące adenozynę cząsteczki boronianów. Później adenozyna jest powoli uwalniania (nie akumuluje się w innych miejscach).

W ramach najnowszego studium wykazano, że porowate biomateriały z boronianami są w stanie "przechwycić" miejscowy napływ adenozyny po urazie. Następnie bandaże wychwytujące adenozynę gospodarza i bandaże wysycone adenozyną testowano u myszy ze złamaniem kości piszczelowej.

Po ponad tygodniu u myszy z oboma rodzajami bandaży gojenie zachodziło szybciej niż u gryzoni z grupy kontrolnej (z bandażem bez adenozyny). Po 3 tygodniach u wszystkich zwierząt obserwowano gojenie, ale u myszy z bandażami terapeutycznymi proces tworzenia kości przebiegał sprawniej, widać też było większą objętość kości i lepszą waskularyzację.

Autorzy artykułu z pisma Advanced Materials podkreślają, że wyniki pokazały, że sprawdzają się zarówno bandaże wychwytujące adenozynę gospodarza, jak i bandaże wcześniej nią wysycone. Można to będzie wykorzystać w leczeniu złamań związanych ze starzeniem i osteoporozą.

Nasze wcześniejsze badania wykazały, że po złamaniach pacjenci z osteoporozą nie wytwarzają adenozyny. Teraz wyniki wstępnych testów sugerują, że opisywane bandaże mogą pomóc w dostarczeniu adenozyny potrzebnej do naprawy i uniknięciu ewentualnych skutków ubocznych - wyjaśnia Yuze.

Varghese i Yuze snują plany dotyczące zastosowań. Myślą np. o bandażu, który po spełnieniu swojej roli (wygojeniu złamania) rozkładałby się w organizmie. W przypadku pacjentów z osteoporozą bandaże były zaś trwałe. Umieszczano by je w miejscach nawracających złamań i w razie potrzeby napełniano adenozyną. Amerykanom marzy się też żel (lubrykant) z adenozyną, który pomagałby zapobiegać urazom kości związanym z operacjami rekonstrukcji stawów czy wszczepianiem innych implantów.

Mówiąc o przyszłości, naukowcy podkreślają, że czeka ich jeszcze dużo pracy. Bandaże muszą zostać ulepszone, tak by skuteczniej wychwytywać i przetrzymywać adenozynę. Musimy też, oczywiście, sprawdzić, czy uzyskamy podobne wyniki podczas badań na ludziach i czy bandaże nie będą wywoływać skutków ubocznych.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pracując nad zupełnie innym zagadnieniem, specjaliści ze Szwajcarii i Singapuru uzyskali materiał opatrunkowy, który hamuje krwawienie, nie przywierając do rany.
      Nie planowaliśmy tego, ale tak czasem działa nauka. Zaczynasz od badania jednej rzeczy, a kończysz z czymś zupełnie innym - mówi prof. Dimos Poulikakos z Politechniki Federalnej w Zurychu. Jego zespół współpracował z naukowcami z Narodowego Uniwersytetu Singapuru przy rozwijaniu i testowaniu materiałów superhydrofobowych. Celem było odkrycie powłok do urządzeń, które będą miały kontakt z krwią, np. do płucoserca czy pompy krwi.
      Jeden z testowanych materiałów wykazywał niespodziewane właściwości: nie tylko "odpychał" krew (był superhemofobowy), ale i wspomagał proces krzepnięcia. Materiał ten nie nadawał się co prawda na powłokę do pomp krwi itp., lecz akademicy szybko zdali sobie sprawę, że idealnie sprawdzi się jako bandaż czy opatrunek.
      Superhemofobowe bandaże nie nasiąkną krwią i nie będą przywierać do rany, można je więc będzie łatwo usunąć, unikając wtórnego krwawienia. Dodatkowa opcja wspierania krzepnięcia jest, oczywiście, bardzo cenna. Naukowcy podkreślają, że dotąd nie było materiałów, które by jednocześnie "odpychały" krew i sprzyjały krzepnięciu.
      Podczas eksperymentów naukowcy wykorzystali bawełnianą gazę i powlekli ją "mieszaniną" złożoną z nanowłókien węglowych i polimeru: poli(dimetylosiloksanu). Testy laboratoryjne pokazały, że w kontakcie z powleczoną gazą krew krzepła w ciągu kilku minut. Nadal nie do końca wiadomo, czemu nowy materiał wyzwala krzepnięcie; zagadnienie to wymaga dalszych badań, ale ekipa podejrzewa, że dzieje się tak wskutek interakcji z nanowłóknami węglowymi.
      Autorzy artykułu z pisma Nature Communications zademonstrowali również, że materiał ma właściwości antybakteryjne; pałeczki okrężnicy (Escherichia coli) miały kłopot z przywieraniem do niego.
      Z nowym superhydrofobowym materiałem możemy uniknąć ponownego otwarcia ran podczas zmiany bandaża. Ponowne otwarcie ran to duży problem. Głównie z powodu ryzyka infekcji, także niebezpiecznymi patogenami szpitalnymi [...] - podkreśla Athanasios Milionis.
      Politechnika Federalna w Zurychu i Narodowy Uniwersytet Singapuru złożyły już wniosek patentowy. W międzyczasie naukowcy planują udoskonalić/zoptymalizować rozwiązanie. By potwierdzić jego bezpieczeństwo, najpierw przeprowadzą badania na większych zwierzętach, a potem na ludziach (na razie prowadzono testy na szczurach).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      To, czy rana, np. owrzodzenie cukrzycowe, goi się, czy jej stan się pogarsza, zależy od mikrobiomu. Naukowcy z Uniwersytetu Pensylwanii stwierdzili, że z ranami, które się nie goją, są związane pewne szczepy gronkowca złocistego (Staphylococcus aureus). Zidentyfikowali też inne pospolite bakterie, które mogą zarówno upośledzić, jak i usprawnić gojenie.
      Uzyskane wyniki sugerują, że monitorowanie mikroorganizmów z ran może zapewnić lekarzom informacje na temat tego, jakie terapie najlepiej zastosować.
      U części pacjentów z zespołem stopy cukrzycowej powstaną niegojące się rany. W najgorszych przypadkach konieczna będzie amputacja. Bywa, że przez neuropatię cukrzycową pacjent przez jakiś czas nie dostrzega rozwoju owrzodzenia. Obecne metody leczenia są niewystarczające, co oznacza, że chory żyje z niezagojonymi ranami przez wiele miesięcy, a nawet lat.
      [...] Ranom nie poświęca się tyle uwagi, co innym chorobom, a są one bardzo powszechne. Nasze badanie poprawia wiedzę o tym, jak bakterie upośledzają albo usprawniają gojenie - podkreśla prof. Elizabeth Grice.
      W ramach najnowszego studium Amerykanie posłużyli się sekwencjonowaniem DNA o wyższej niż dotąd rozdzielczości. Zidentyfikowali gatunki i podgatunki mikroorganizmów z przewlekłych ran i sprawdzili, jak się one mają do rokowań pacjentów. Z ran 46 chorych próbki pobierano co dwa tygodnie przez pół roku (albo do czasu amputacji czy wygojenia się rany).
      W większości wrzodów wykryto S. aureus. Chodzi jednak nie tyle o obecność gronkowców, co o występowanie pewnych konkretnych szczepów. Sekwencjonowanie DNA wykazało bowiem, że niektóre z nich występowały wyłącznie w ranach, które nie zagoiły się w trakcie półrocznego studium. Dalsze testy ujawniły, że szczepy "niegojenia" były lepiej wyposażone pod kątem powodowania uszkodzenia tkanek i wymykania się antybiotykom. Wyniki te udało się potwierdzić na myszach.
      Dla odmiany inna często występująca bakteria, Alcaligenes faecalis, wiązała się z szybszym gojeniem ran.
      Możliwe, że istnieją bakterie, które de facto korzystnie wpływają na rany. [...] Mamy nadzieję, że nasze badanie pozwoli w przyszłości identyfikować pacjentów z grupy ryzyka i doprowadzi do innowacji terapeutycznych, które są tak bardzo potrzebne - podsumowuje Grice.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Choć zdalne sterowanie komórkami, by przyspieszyć gojenie ran, nadal pozostaje w dziedzinie planów i marzeń, właśnie udało się zrobić duży krok w tym kierunku. Za pomocą bliskiej podczerwieni i wstrzykniętego nanourządzenia DNA udało się pokierować komórki macierzyste do miejsca urazu, co wspomogło regenerację mięśni myszy.
      Za ruch, namnażanie czy śmierć odpowiadają złożone szlaki sygnałowe. Gdy np. cząsteczki sygnałowe zwiążą się z receptorowymi kinazami tyrozynowymi (ang. receptor tyrosine kinases, RTK) na powierzchni komórki, uruchamiają parowanie receptorów i wzajemną fosforylację. Ten proces może z kolei aktywować inne białka, co ostatecznie prowadzi do ruchu czy wzrostu komórki.
      Hong-Hui Wang, Zhou Nie i zespół zastanawiali się, czy do komórek dałoby się wprowadzić nanourządzenie, które przeprogramowałoby system i spowodowało, że receptory ulegałyby aktywacji pod wpływem bliskiej podczerwieni, a nie cząsteczek sygnałowych. Naukowcy wybrali bliską podczerwień, bo przenika przez tkanki. Docelowym białkiem był jeden z receptorów RTK - MET.
      Naukowcy zaprojektowali cząsteczkę DNA, która wiąże się z dwoma receptorami MET jednocześnie, łącząc je i aktywując. By system reagował na światło, wiele kopii sekwencji DNA przyłączono do złotych nanopręcików. Po oświetleniu bliską podczerwienią nanorurki się rozgrzewają i uwalniają DNA, dzięki czemu może ono aktywować receptory.
      W ramach eksperymentu na myszach przyłączone do nanopręcików DNA wstrzyknięto w miejsce urazu. Zwierzęta naświetlano przez kilka minut bliską podczerwienią. Po 3 dniach okazało się, że u zwierząt z grupy interwencyjnej zaszła silniejsza migracja komórek, a mięsień w większym stopniu się zregenerował.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W Wake Forest Institute for Regenerative Medicine (WFIRM) powstał mobilny system biodrukowania skóry, dzięki któremu można nadrukować dwuwarstwową skórę bezpośrednio na ranę.
      Unikatowym aspektem tej technologii jest mobilność systemu i [...] możliwość skanowania i mierzenia ran na miejscu, tak by odłożyć komórki dokładnie tam, gdzie są potrzebne, by utworzyć skórę - podkreśla prof. Sean Murphy.
      Po pobraniu biopsji zdrowej tkanki izoluje się fibroblasty i keratynocyty. Następnie komórki trafiają do hodowli. Fibroblasty wytwarzają macierz pozakomórkową i kolagen, zaś keratynocyty są dominującymi komórkami naskórka.
      Jak wyjaśniają autorzy publikacji z pisma Scientific Reports, komórki miesza się z hydrożelem i umieszcza w biodrukarce. Zintegrowana technologia obrazowania (urządzenie do skanowania rany) przekazuje dane do oprogramowania. Dzięki temu głowica dostarcza komórki dokładnie tam, gdzie są potrzebne.
      System przetestowano, drukując skórę w modelach przedklinicznych. Kolejnym krokiem mają być testy na ludziach. Obecnie w leczeniu ran i oparzeń stosuje się przeszczepy. Często jednak pozyskanie odpowiedniej ilości materiału bywa trudne. Pewnym rozwiązaniem jest pobranie skóry od dawcy, w tym przypadku istnieje jednak ryzyko odrzutu i powstania blizny.
      Organizując front robót, własne komórki pacjenta [z biodrukarki] aktywnie przyczyniają się do gojenia [...]. Choć istnieją inne rodzaje produktów do gojenia i zamykania ran, nie przyczyniają się one bezpośrednio do powstawania skóry - podsumowuje dr James Yoo.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dzięki samozasilającemy się e-bandażowi, który generuje pole elektryczne nad miejscem urazu, czas gojenia rany ulega ogromnemu skróceniu.
      Do trudno gojących się przewlekłych ran należą owrzodzenie związane z zespołem stopy cukrzycowej, owrzodzenie żylakowe czy niektóre rany po zabiegach chirurgicznych. Lekarze wypróbowali wiele metod, by wspomóc ich gojenie, w tym ekspozycję na tlen czy terapię czynnikami wzrostu, ale często wykazywały one ograniczoną skuteczność.
      Już w latach 60. specjaliści zaobserwowali jednak, że stymulacja elektryczna wspomaga gojenie skóry. Ponieważ sprzęt potrzebny do generowania pola elektrycznego jest często duży i zabieg może wymagać hospitalizacji, Weibo Cai, Xudong Wang i zespół postanowili opracować elastyczny, samozasilający się bandaż, który będzie przekształcać ruchy skóry w terapeutyczne pole elektryczne.
      Do zasilania e-bandaża naukowcy wyprodukowali ubieralny nanogenerator. Składa się on z zachodzących na siebie arkuszy poli(tetrafluoroetylenu), folii miedzianej i poli(tereftalanu etylenu). Nanogenerator przekształca ruchy skóry, które występują podczas normalnej aktywności czy oddychania, w niewielkie pulsy elektryczne. Prąd przepływa do 2 elektrod roboczych, które są rozmieszczane po obu stronach rany, by wytwarzać słabe pole elektryczne.
      E-bandaż przetestowano na ranach skóry na grzbiecie szczurów. Okazało się, że rany przykryte e-bandażami zamykały się w ciągu 3 dni (w porównaniu do 12 dni w przypadku bandaża bez pola elektrycznego).
      Autorzy raportu z pisma ACS Nano uważają, że szybsze gojenie ran ma związek ze wzmożeniem migracji, namnażania i różnicowania fibroblastów pod wpływem pola elektrycznego.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...