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
      Kobiety w średnim wieku na diecie wegetariańskiej są narażone na o 33% większe ryzyko złamania stawu biodrowego niż ich rówieśnice, które jedzą mięso. Naukowcy nie wiedzą, jakie są tego przyczyny. Uczeni z University of Leeds porównali ryzyko złamania stawu biodrowego u wegetarianek, osób jedzących mięso rzadziej niż 5 razy w tygodniu, osób jedzących tylko mięso ryb z osobami regularnie jedzącymi mięso.
      Z przeanalizowanych przez nich danych medycznych wynika, że na przestrzeni 20 lat wśród 26 318 kobiet w wieku 35–69 lat, doszło do 822 przypadków złamania stawu biodrowego. Po uwzględnieniu takich czynników jak palenie papierosów i wiek okazało się, że jedyną grupą, u której ryzyko złamania jest wyższe niż u innych, są wegetarianki.
      Główna autorka badań, James Webster mówi, że nie zachęcamy do porzucenia diety wegetariańskiej. Podobnie jak w przypadku innych diet, także i tutaj ważne jest przyjrzenie się diecie indywidualnej i odpowiedniemu stylowi życia. Dieta wegetariańska może być zdrowa lub niezdrowa, podobnie jak każda inna dieta. Uczona zauważa jednak, że diety wegetariańskie często oznaczają przyjmowanie mniejszej ilości składników odżywczych powiązanych ze zdrowiem kości i mięśni. Tego typu składniki odżywcze – jak np. białko czy wapń – bardziej obficie występują bowiem w produktach zwierzęcych. Przyjmowanie mniejszych ilości tych składników może prowadzić do mniejszej gęstości kości i masy mięśniowej, co czyni podatnym na złamanie stawu biodrowego. Potrzebne są jednak dalsze badania by stwierdzić, co powoduje, że wegetarianizm jest powiązany z większym ryzykiem. Czy są to np. cechy osobnicze danej osoby, ich masa ciała itp.
      W ostatnich latach dieta wegetariańska zyskuje na popularności. Wiadomo bowiem, że w porównaniu ze standardową dietą zmniejsza ona ryzyko wystąpienia wielu chorób, w tym cukrzycy, chorób serca czy nowotworów. Obecnie nawet 7% mieszkańców Wielkiej Brytanii to wegetarianie. Dlatego też ważnym jest by zrozumieć, dlaczego dieta ta wiąże się z większym ryzykiem złamania stawu biodrowego. Dieta oparta na roślinach jest wiązana z gorszym stanem kości. Brak jednak dowodów na jej powiązania ze złamaniami stawu biodrowego. Te badania to ważny pierwszy krok w kierunku zrozumienia tego zjawiska i opracowania środków zaradczych, mówi profesor Janet Cade, która stoi na czele Nutritional Epidemiology Group.
      Naukowcy zauważyli, że przeciętna badana wegetarianka miała nieco niższe BMI niż przeciętna osoba jedząca mięso. Wcześniejsze badania wykazały zaś istnienie związku pomiędzy niskim BMI a wyższym ryzykiem złamania stawu biodrowego. Niskie BMI może bowiem wskazywać na gorszy stan kości i mięśni. Dopiero jednak kolejne badania mogą dać odpowiedź na pytanie, czy u wegetarianek za wyższe ryzyko złamania stawu biodrowego odpowiada niższe BMI czy też jakiś inny czynnik.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Instytutu Studiów Biologicznych Salk opracowali technikę, która pozwala bezpośrednio przekształcić komórki otwartych ran w nowe komórki skóry. Podejście bazuje na reprogramowaniu do stanu "macierzystopodobnego" (ang. AAV-based in vivo reprogramming).
      Przyda się to w leczeniu różnych uszkodzeń skóry (np. stopy cukrzycowej i oparzeń), a także do przeciwdziałania skutkom starzenia czy badania nowotworów skóry.
      Nasze obserwacje stanowią wstępny dowód na regenerację in vivo całej trójwymiarowej tkanki, takiej jak skóra, a nie jak wcześniej wykazano, tylko poszczególnych typów komórek - podkreśla prof. Juan Carlos Izpisua Belmonte.
      Wrzody skórne są zazwyczaj leczone chirurgicznie; wrzód pokrywa się przeszczepioną skórą. Gdy jest on jednak wyjątkowo duży, lekarzom może być trudno pozyskać odpowiednią ilość skóry. W takich przypadkach izoluje się komórki macierzyste skóry i po etapie hodowli w laboratorium przeszczepia się je pacjentowi. Procedura ta nie zawsze jest jednak skuteczna i wymaga czasu, co może narażać życie chorego.
      Izpisua Belmonte i Masakazu Kurita, który ma doświadczenie w chirurgii plastycznej, wiedzieli, że kluczowym krokiem gojenia ran jest migracja albo transplantacja podstawnych keratynocytów. Te macierzystopodobne komórki są prekursorami dla różnych typów komórek skóry. Niestety, duże rany, w których doszło do utraty licznych warstw skóry, nie mają już podstawnych keratynocytów. Nawet jeśli się goją, komórki namnażające się w tym rejonie biorą głównie udział w zamknięciu rany i stanie zapalnym, a nie odbudowie skóry.
      Panowie chcieli więc sprawdzić, czy bez pobierania z ciała da się te inne komórki bezpośrednio przekształcić w podstawne keratynocyty. Chcieliśmy uzyskać skórę w miejscu, gdzie nie było skóry, od której można by zacząć - wyjaśnia Kurita.
      By ustalić, co trzeba zmienić, reprogramując, naukowcy zaczęli od porównania poziomów białek w 2 typach komórek: zapalnych i keratynocytach. W ten sposób zidentyfikowali 55 czynników - białek i RNA - potencjalnie zaangażowanych w definiowanie unikatowej tożsamości podstawnych keratynocytów. Później metodą prób i błędów i na drodze dalszych eksperymentów zawęzili listę do 4 czynników, które mogłyby pośredniczyć w konwersji do keratynocytów.
      Gdy miejscowo potraktowano nimi wrzody skórne myszy, w ciągu 18 dni rozwinął się tu nabłonek. Z czasem rozrósł się i połączył otaczającą skórę nawet w rozległych zmianach. Podczas testów molekularnych czy genetycznych 3 i 6 miesięcy później wygenerowane komórki zachowywały się jak zdrowe komórki skóry.
      By zoptymalizować technikę, naukowcy planują kolejne badania. Chcą też przetestować dodatkowe modele wrzodów.

      « powrót do artykułu
    • 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
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...