Rugmurgbeserings is 'n ernstige en aftakelende toestand wat voorkom wanneer daar skade aan die rugmurg is, wat kan voortspruit uit 'n traumatiese besering, soos 'n motorongeluk, val of sportbesering, of van 'n nie-traumatiese oorsaak, soos bv. infeksie, inflammasie of 'n gewas. Die erns van 'n rugmurgbesering hang af van die ligging en omvang van die skade. Beserings kan wissel van 'n geringe kneusing of kneusing, tot 'n volledige rugmurg deursnee, wat kan lei tot permanente verlamming van die aangetaste ledemate.
'n Hibriede biomateriaal wat suksesvol gesintetiseer is, kan gebruik word om ruggraatbeserings te behandel.
'n Unieke materiaal wat by die Universiteit van Limerick in Ierland ontwikkel is, het aansienlike potensiaal getoon in die behandeling van rugmurgbeserings.
Opwindende nuwe navorsing wat by die Bernal Institute aan die Universiteit van Limerick (UL) gedoen is en in die joernaal gepubliseer is Biomateriaalnavorsing, het aansienlike vordering gemaak op die gebied van rugmurgweefselherstel.
Nuwe hibriede biomateriale wat by UL ontwikkel is in die vorm van nanopartikels en voortbou op bestaande praktyk in die weefselingenieursweseveld, is volgens die navorsers suksesvol gesintetiseer om herstel en regenerasie te bevorder na rugmurgbesering.
Die UL-span onder leiding van professor Maurice N Collins, medeprofessor, Skool vir Ingenieurswese by UL, en hoofskrywer Aleksandra Serafin, 'n Ph.D. kandidaat by UL, het 'n nuwe soort steiermateriaal en 'n unieke nuwe elektries geleidende polimeersamestelling gebruik om nuwe weefselgroei en -generering te bevorder wat die behandeling van rugmurgbesering kan bevorder.
"Rugmurgbesering bly een van die mees aftakelende traumatiese beserings wat 'n persoon gedurende hul leeftyd kan opdoen, wat elke aspek van die persoon se lewe affekteer," het professor Collins verduidelik.
“Die aftakelende versteuring lei tot verlamming onder die vlak van besering en, in die VSA alleen, is die jaarlikse gesondheidsorgkoste vir SCI pasiëntsorg $9.7 miljard. Aangesien daar tans geen algemeen beskikbare behandeling is nie, is deurlopende navorsing in hierdie veld van kardinale belang om 'n behandeling te vind om die pasiënt se lewenskwaliteit te verbeter, met die navorsingsveld wat na weefselingenieurswese vir nuwe behandelingstrategieë draai.
“Die veld van weefselingenieurswese het ten doel om die wêreldwye probleem van tekorte aan geskenkte organe en weefsels op te los, waarin 'n nuwe tendens in die vorm van geleidende biomateriale na vore gekom het. Selle in die liggaam word deur elektriese stimulasie beïnvloed, veral selle van 'n geleidende aard soos hart- of senuweeselle,” het professor Collins verduidelik.
Die navorsingspan beskryf 'n groeiende belangstelling in die gebruik van elektrogeleidende weefsel-gemanipuleerde steiers wat ontstaan het as gevolg van die verbeterde selgroei en proliferasie wanneer selle aan 'n geleidende steier blootgestel word.
“Die verhoging van die geleidingsvermoë van biomateriale om sulke behandelingstrategieë te ontwikkel, fokus tipies op die byvoeging van geleidende komponente soos koolstofnanobuise of geleidende polimere soos PEDOT:PSS, wat 'n kommersieel beskikbare geleidende polimeer is wat tot dusver in die weefselingenieurswese gebruik is. ,” verduidelik hoofskrywer Aleksandra Serafin, ’n Ph.D. kandidaat in die Bernal en by UL se Fakulteit Natuurwetenskappe en Ingenieurswese.
“Ongelukkig bly ernstige beperkings voort wanneer die PEDOT:PSS-polimeer in biomediese toepassings gebruik word. Die polimeer maak staat op die PSS-komponent om dit wateroplosbaar te laat wees, maar wanneer hierdie materiaal in die liggaam ingeplant word, vertoon dit swak bioversoenbaarheid.
“Dit beteken dat die liggaam met blootstelling aan hierdie polimeer potensiële toksiese of immunologiese reaksies het, wat nie ideaal is in 'n reeds beskadigde weefsel wat ons probeer regenereer nie. Dit beperk grootliks watter hidrogelkomponente suksesvol ingewerk kan word om geleidende steiers te skep,” het sy bygevoeg.
Nuwe PEDOT nanopartikels (NP's) is in die studie ontwikkel om hierdie beperking te oorkom. Sintese van geleidende PEDOT NPs maak voorsiening vir die pasgemaakte modifikasie van die oppervlak van die NPs om gewenste selrespons te bereik en die variasie van watter hidrogelkomponente ingewerk kan word te verhoog, sonder die vereiste teenwoordigheid van PSS vir wateroplosbaarheid.
In hierdie werk bestaan hibriede biomateriale uit gelatien en immunomodulerende hyaluron
” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>acid, 'n materiaal wat professor Collins oor baie jare aan UL ontwikkel het, is gekombineer met die ontwikkelde nuwe PEDOT NP's om bioversoenbare elektrogeleidende steiers te skep vir doelgerigte herstel van rugmurgbeserings.
'n Volledige studie van die struktuur, eiendom en funksieverwantskappe van hierdie presies ontwerpte steierwerk vir optimale werkverrigting op die plek van besering is uitgevoer, insluitend in-vivo navorsing met rot rugmurgbeseringsmodelle, wat deur me. Serafin onderneem is tydens 'n Fulbright-navorsingsuitruiling aan die Universiteit van Kalifornië San Diego Neurowetenskap Departement, wat 'n vennoot op die projek was.
“Die bekendstelling van die PEDOT NP's in die biomateriaal het die geleidingsvermoë van monsters verhoog. Daarbenewens moet die meganiese eienskappe van ingeplante materiale die weefsel van belang in weefsel-gemanipuleerde strategieë naboots, met die ontwikkelde PEDOT NP-steierwerk wat ooreenstem met die meganiese waardes van die inheemse rugmurg,” het die navorsers verduidelik.
Biologiese reaksies op die ontwikkelde PEDOT NP-steiers is met stamselle in vitro en in diermodelle van rugmurgbesering in vivo bestudeer. Uitstekende stamselaanhegting en groei op die steiers is waargeneem, het hulle berig.
Toetsing het groter aksonale selmigrasie na die plek van rugmurgbesering, waarin die PEDOT NP-steier ingeplant is, getoon, sowel as laer vlakke van littekens en inflammasie as in die beseringsmodel wat geen steier gehad het nie, volgens die studie.
Algehele, hierdie resultate toon die potensiaal van hierdie materiale vir rugmurg herstel, sê die navorsingspan.
''Die impak wat rugmurgbesering op 'n pasiënt se lewe het, is nie net fisies nie, maar ook sielkundig, aangesien dit die pasiënt se geestesgesondheid ernstig kan beïnvloed, wat lei tot verhoogde voorkoms van depressie, stres of angs,” het me. Serafin verduidelik.
“Die behandeling van ruggraatbeserings sal dus nie net die pasiënt toelaat om weer te loop of te beweeg nie, maar sal hulle in staat stel om hul lewens tot hul volle potensiaal te leef, wat projekte soos hierdie so noodsaaklik maak vir die navorsing en mediese gemeenskappe. Daarbenewens sal die algehele maatskaplike impak van die verskaffing van 'n doeltreffende behandeling vir rugmurgbeserings lei tot 'n vermindering in gesondheidsorgkoste wat verband hou met die behandeling van pasiënte.
“Hierdie resultate bied bemoedigende vooruitsigte vir pasiënte en verdere navorsing oor hierdie gebied word beplan.
“Studies het getoon dat die prikkelbaarheidsdrempel van motorneurone aan die distale punt van 'n rugmurgbesering geneig is om hoër te wees. ’n Toekomstige projek sal die steierontwerp verder verbeter en geleidingsgradiënte in die steier skep, met die geleidingsvermoë wat na die distale punt van die letsel toeneem om neurone verder te stimuleer om te regenereer,” het sy bygevoeg.
Verwysing: "Elektrogeleidende PEDOT nanopartikel geïntegreerde steiers vir rugmurgweefselherstel" deur Aleksandra Serafin, Mario Culebras Rubio, Marta Carsi, Pilar Ortiz-Serna, Maria J. Sanchis, Atul K. Garg, J. Miguel Oliveira, Jacob Koffler en Maurice N Collins, 22 November 2022, Biomateriaalnavorsing.
DOI: 10.1186/s40824-022-00310-5
Hierdie projek is deur die Ierse Navorsingsraad in vennootskap met Johnson & Johnson sowel as die Ierse Fulbright Association befonds, wat 'n navorsingsuitruiling aan die Universiteit van Kalifornië San Diego moontlik gemaak het. Die fakulteit Natuurwetenskappe en Ingenieurswese en die Gesondheidsnavorsingsinstituut by UL het ook ondersteuning verleen.
