Implan yang 'terbuat dari sel Anda sendiri' bisa mengakhiri sakit punggung
Nyeri punggung dan leher seringkali merupakan akibat dari kerusakan progresif dari cakram yang memisahkan tulang belakang. Berkat penelitian multidisiplin baru, kami mungkin akan segera memiliki solusi yang lebih baik untuk masalah ini: cakram rekayasa hayati yang tumbuh dari sel seseorang.
Degenerasi diskus intervertebralis adalah masalah umum yang mempengaruhi sebagian besar populasi.
Biasanya, cakram intervertebralis yang sehat berfungsi dengan menyerap tekanan yang ditempatkan pada tulang belakang saat kita bergerak dan menyesuaikan postur tubuh kita dengan cara yang mirip dengan suspensi mobil.
Jika cakram tersebut aus, dapat menyebabkan nyeri di berbagai area punggung atau leher seseorang.
Sejauh ini, perawatan untuk degenerasi diskus intervertebralis termasuk operasi fusi tulang belakang dan mengganti diskus yang rusak dengan yang buatan.
Namun, pendekatan ini membawa manfaat terbatas karena mereka tidak dapat memulihkan fungsi penuh dari cakram intervertebralis yang mereka gantikan.
Sekarang, tim peneliti multidisiplin dari Fakultas Kedokteran Perelman Universitas Pennsylvania, Fakultas Teknik dan Sains Terapan, serta Fakultas Kedokteran Hewan bertujuan untuk memecahkan masalah ini dengan mengembangkan cakram intervertebralis yang direkayasa secara biologis yang dibuat dari sel induk individu.
Sel induk adalah sel yang tidak berdiferensiasi yang memiliki potensi untuk "berubah" menjadi sel khusus apa pun. Itulah mengapa mereka menjadi fokus dari berbagai studi penelitian medis, termasuk yang saat ini.
Para peneliti di University of Pennsylvania telah bekerja selama 15 tahun terakhir pada model cakram yang direkayasa secara biologis - pertama dalam penelitian laboratorium, kemudian dalam penelitian hewan kecil, dan yang terbaru dalam penelitian hewan besar.
“Ini adalah langkah besar: menumbuhkan cakram besar di laboratorium, memasukkannya ke dalam ruang cakram, dan kemudian mulai menyatukannya dengan jaringan asli di sekitarnya. Itu sangat menjanjikan, "kata Prof. Robert L. Mauck, rekan penulis senior studi saat ini.
“Standar perawatan saat ini tidak benar-benar memulihkan cakram, jadi harapan kami dengan perangkat yang direkayasa ini adalah menggantinya secara biologis, fungsional, dan dapat kembali bergerak secara penuh,” tambahnya.
Penelitian pada hewan berhasil sejauh ini
Sebelumnya, para peneliti menguji cakram baru - yang disebut "struktur lapisan sudut seperti cakram" (DAPS) - pada ekor tikus selama 5 minggu.
Dalam studi baru, yang hasilnya muncul di jurnal Ilmu Kedokteran Terjemahan, tim mengembangkan cakram yang direkayasa lebih jauh. Mereka kemudian menguji model baru - disebut "DAPS yang dimodifikasi pelat ujung" (eDAPS) - pada tikus lagi, tetapi kali ini hingga 20 minggu.
Struktur baru dari piringan yang direkayasa secara biologis memungkinkannya untuk mempertahankan bentuknya dengan lebih baik, dan lebih mudah berintegrasi dengan jaringan di sekitarnya.
Setelah beberapa tes - pemindaian MRI dan beberapa jaringan mendalam dan analisis mekanis - para peneliti menemukan bahwa, dalam model tikus, eDAPS secara efektif memulihkan struktur dan fungsi cakram asli.
Keberhasilan awal ini memotivasi tim peneliti untuk mempelajari eDAPS pada kambing, dan mereka menanamkan alat tersebut ke tulang belakang leher beberapa hewan. Para ilmuwan memilih untuk bekerja dengan kambing karena, seperti yang mereka jelaskan, cakram tulang belakang leher kambing memiliki dimensi yang mirip dengan manusia.
Selain itu, kambing memiliki perawakan semi-tegak, memungkinkan para peneliti untuk membawa studi mereka selangkah lebih dekat ke percobaan manusia.
'Alasan yang sangat bagus untuk optimis'
Tes para peneliti pada kambing juga berhasil. Mereka memperhatikan bahwa eDAPS terintegrasi dengan baik dengan jaringan di sekitarnya, dan fungsi mekanik dari cakram setidaknya cocok, jika tidak dilampaui, dengan cakram serviks asli dari kambing.
“Saya pikir sangat menarik bahwa kita telah sampai sejauh ini, dari ekor tikus hingga implan berukuran manusia,” kata Dr. Harvey E. Smith, rekan penulis senior studi tersebut.
"Jika Anda melihat kesuksesan dalam literatur dari perangkat mekanis, saya pikir ada alasan yang sangat bagus untuk optimis bahwa kita dapat mencapai kesuksesan yang sama, jika tidak melampauinya dengan cakram yang direkayasa."
Harvey E. Smith
Para peneliti mengatakan bahwa langkah selanjutnya akan mencakup melakukan uji coba lebih lanjut yang lebih ekstensif pada kambing, yang akan memungkinkan para ilmuwan untuk lebih memahami seberapa baik eDAPS bekerja.
Selain itu, tim peneliti berencana untuk menguji eDAPS dalam model degenerasi diskus intervertebralis manusia, sehingga diharapkan selangkah lebih dekat ke uji klinis.
“Ada banyak keinginan untuk menanamkan perangkat biologis yang terbuat dari sel Anda sendiri,” catat Dr. Smith, menambahkan bahwa, “Menggunakan perangkat pengganti pengawet gerakan yang direkayasa jaringan dalam artroplasti seperti ini bukanlah sesuatu yang kami lakukan. belum dilakukan di bidang ortopedi. "
“Saya pikir ini akan menjadi perubahan paradigma tentang bagaimana kita benar-benar mengobati penyakit tulang belakang ini dan bagaimana kita mendekati rekonstruksi sendi yang hemat gerakan,” lanjutnya.
