חלקיקים מנוהלים מגנטית יכולים לעזור לרפא את העצמות השבורות

Anonim

חלקיקים מנוהלים מגנטית יכולים לעזור לרפא את העצמות השבורות

רפואי

קולין ג'פרי

25 בנובמבר 2014

חוקרים פיתחו חלקיקים מגנטיים מצופים שניתן להשתמש בהם כדי לעזור לחידוש העצם (תמונה: Shutterstock)

כאשר עצם שבורה קשות בגוף האדם, או תותבת עצם התמזגו, השתל עצם נדרש לעתים קרובות כדי להבטיח תיקון מכני מוצק. עם זאת, שתל שמסיר עצם מאזור אחר של הגוף יכול להיות הליך כואב פולשני, ואת גירוי מכני הנדרש להמשך התחדשות העצם בטיפול שלאחר הניתוח הופך להיות בעייתי אם החולה הוא משותק קשות. כדי להתמודד עם בעיות אלה, החוקרים גילו כי ציפוי חלקיקים מגנטיים עם חלבונים ולאחר מכן מפנה אותם magnetically לאתר הפגיעה יכולה לעזור לעורר בתאי גזע להתחדש העצם.

עצמות כי הם השתלבו הטובה ביותר לרפא באמצעות שיטות של טעינה דינמית - כלומר, תנועה ופעילות גופנית - כדי לקדם את מה שמכונה mechanotransduction, שבו מליטה פיזית גירוי מכני הבאים של העצם גורם משפיע על מפל של אותות ביוכימיים, שחרור הורמון, התחדשות תאי גזע, צמיחת רקמות, וכן מספר רב של תהליכים אחרים, כי כל לשלב כדי להבטיח תיקון יעיל.

למרבה הצער, כאשר סיבוכים, כגון immobilization של המטופל, מונע את היישום של טעינה דינמית או מצב רפואי, כגון הפרעה השלד, כלומר הם פשוט חסרים את העצם הנוספת הנדרשת השתלת, ואז ההתאוששות היא לעתים קרובות ארוך, איטי, תהליך מסובך, כי הוא לעתים קרובות מדי או חלקית לחלוטין או לא מוצלח.

השיטה המצופה מגנטית nanoparticle בשימוש על ידי חוקרים רפואיים מאוניברסיטאות Keele ו Nottingham בבריטניה, לעומת זאת, הוא טען להיות מסוגל לכוון חומרים ישר לאתר פגיעה ללא צורך בניתוח. לאחר מכן ניתן לתפעל מרחוק את חלקיקים לייצר כוחות מכניים ולשמור על תהליך התחדשות העצם באמצעות משלוח של תאי גזע ו השחרור מבוימת של חלבון מגרה הצמיחה.

"טיפולים בהזרקה לרפואה רגנרטיבית מראים פוטנציאל גדול כמסלול מינימלי פולשני להכנסת תאי גזע טיפוליים, רכבי סמים וחומרים ביולוגיים ביעילות לאתר הפצע", אמר ג'יימס הנסטוק, Ph.D. שהוביל את המחקר. "במחקר שלנו צירפנו חלקיקים מגנטיים עם חלבונים ספציפיים למיקוד ואז שלטנו אותם מרחוק עם שדה מגנטי חיצוני כדי לדמות פעילות גופנית, רצינו ללמוד איך זה עלול להשפיע על תאי הגזע המוזרקים ועל יכולתם לשחזר את העצם הפונקציונלית".

הניסויים הראשונים של שיטה זו נערכו על עצם הירך העובר (עצמות הירך) ו hydrogenel קולגן מהונדסים רקמות (חלבון מבניים בעלי חיים תלוי פולימר תוכן מים גבוהה). בשני המקרים, טוענים החוקרים כי חלה עליה ניכרת בהתפתחות העצם ובצפיפותה, מבלי לגרום ללחצים מכניים כלשהם לבנייה או לרקמה הסובבת.

"עבודה זו מוכיחה כי מתן רמזים מכאניים מתאימים בשילוב עם שחרור מבוקר של גורמי גדילה אלה טיפולים תא בהזרקה יכולה להיות השפעה משמעותית על שיפור צמיחת העצם, " אמר ד"ר Henstock. "זה גם יכול לשפר את גישות הנדסת רקמות עבור רפואה translational."

התוצאה הייחודית של מחקר זה אינה כי זה רק עוד שימוש עבור חלקיקים מגנטיים, אשר גם להחזיק פוטנציאל ניקוי נשפך שמן, שיפור זיהוי סרטן לעזור לצמצם את נפח האחסון הדיגיטלי. הפעם, חלקיקים נמצאים בשימוש הן התכונות הפיזיות הייחודיות שלהם בסיוע גירוי מכני ומספקת את הפוטנציאל של אספקת חומר ביולוגי ממוקד כפתרון רפואי כולל בחבילה אחת.

המחקר בוצע על ידי מכון המחקר של ביוטכנולוגיה ומדעי הביולוגיה (BBSRC), בראשותו של ג'יימס הנסטוק, בשיתוף עם אלישיה אל חאג ', Ph.D. ועמיתיו במכון למדעים של אוניברסיטת קייל. טכנולוגיה ברפואה, וד"ר קווין שייקף, מאוניברסיטת בית הספר לרוקחות של נוטינגהם.

המחקר פורסם לאחרונה בכתב העת Stem Cells Translational Medicine .

מקור: אוניברסיטת קיל

חוקרים פיתחו חלקיקים מגנטיים מצופים שניתן להשתמש בהם כדי לעזור לחידוש העצם (תמונה: Shutterstock)