211service.com
Regenererende revet brusk
Et nyt biomateriale udviklet af Cartilix , en bioteknologisk opstart baseret i Foster City, Californien, kunne dramatisk forbedre succesraten for knæ-bruskreparationskirurgi, hvilket gør proceduren mere tilgængelig for patienter med dårlige knæ. Det nye materiale, kaldet ChonDux, består af en polymerhydrogel, der, når den sprøjtes ind i knæet under operationen, styrer regenereringen af brusk ved at stimulere reparationsceller i kroppen.
Knæfylder: Et biomateriale udviklet af Cartilix, kaldet ChonDux, kunne forbedre den nuværende mikrofrakturoperation med det formål at reparere beskadiget knæbrusk. Under proceduren påfører kirurgen et bioadhæsiv (vist med blåt) til hulrummet, hvor brusken mangler. Små huller (røde) bores derefter i knoglen ved siden af hulrummet og fyldes ud med hydrogel (bølgede linjer). UVA-lys skinner på materialet, hvilket får polymeren til at hærde fra en tyktflydende væske til en gel (skraverede linjer).
Den minimalt invasive knæoperation kendt som mikrofraktur, hvor en kirurg borer huller i knæet for at stimulere regenereringen af brusk tabt ved slid, er blevet mere og mere populær blandt atleter i de senere år. En række professionelle basketballspillere, herunder Greg Oden fra Portland Trail Blazers og Amare Stoudemire fra Phoenix Suns, har gennemgået proceduren, hvilket har bidraget til dens stigning i popularitet. Procedurens succesrate varierer dog dramatisk, siger Norman Marcus , en ortopædkirurg ved Virginia Cartilage Institute i Springfield, VA. Blandt unge atleter, der har små defekter i deres knæbrusk, virker mikrofraktur op til 75 procent af tiden. Det tal falder dog til 50 procent hos ældre patienter, siger Marcus.
Marcus, der er overlæge hos Cartilix, og hans kolleger håber at kunne forbedre proceduren og gøre den mere tilgængelig for den større befolkning af babyboomere. Efterhånden som mennesker bliver ældre, er mange tvunget til at begrænse deres fysiske aktiviteter på grund af smertefulde, hævede led forårsaget af forringelsen af brusk i knæet, der kommer med alderen eller som følge af gentagne stress eller skader. Marcus håber at kunne behandle disse patienter, før de udvikler fuld slidgigt. Målet er at identificere den store befolkning, der ønsker at være aktiv gennem hele deres liv, siger han.
Under mikrofraktur bruger en kirurg en speciel syl til at bore en række små huller i knoglen under området med manglende brusk. Knoglemarv, der indeholder stamceller, siver ind i det beskadigede område og danner en blodprop. Klumpen frigiver stamceller, som differentierer til bruskceller og gradvist danner nyt væv. Men fordi det nye væv er arbrusk, ikke ægte brusk, har det muligvis ikke samme holdbarhed og styrke som det originale væv - en sandsynligvis bidragyder til den høje fejlrate af mikrofraktur.
ChonDux består af en hydrogel lavet af polyethylenglycol – en polymer, der almindeligvis anvendes i en række medicinske produkter – og et bioadhæsiv til at holde hydrogelen på plads efter injektion. Først beklæder kirurgen indersiden af hulrummet, hvor brusken mangler, med bioadhæsivet og borer derefter, som ved mikrofraktur, bittesmå huller i knoglen ved siden af hulrummet. Derefter fylder kirurgen det tomme rum med hydrogelen og skinner UVA-lys på materialet, hvilket får polymeren til at hærde fra en tyktflydende væske til en gel. Blodproppen, der dannes fra mikrofrakturen, bliver derefter fanget i hydrogelen.
Et af de største problemer med at transplantere biomaterialer er at få det meste vandige materiale til at klæbe i et meget glat rum, siger Jennifer Elisseeff , en biomedicinsk ingeniør ved Johns Hopkins University, som udviklede ChonDux og medstiftede Cartilix. Klæbemidlet i dette tilfælde består af chondroitinsulfat - en naturlig komponent af brusk, der er kemisk modificeret til at binde til den sunde brusk, der omgiver defekten, såvel som til hydrogelen. Det fungerer som en primer, der hjælper maling med at klæbe til væggen, sagde Elisseeff ved et panel på den nylige EmTech-konference i Cambridge, MA. Klæbemidlet forhindrer ardannelse mellem ny og gammel brusk.
Elisseeff, som var medlem af Technology Review's TR35 i 2002, og hendes team har testet materialet i kaniner og geder og har fundet ud af, at flere celler fra knoglemarven bliver fanget i blodproppen, når hydrogelen er til stede, sammenlignet med mikrofraktur udført. uden gelen. Forskerne bemærkede også, at defekterne fyldes hurtigere med biomaterialet end uden, og at det nydannede væv mere ligner ægte brusk.
Resultater fra et lille klinisk forsøg i Europa ser også lovende ud. Ifølge resultater præsenteret på EmTech viste magnetiske resonansscanninger af knæet seks måneder efter proceduren, at patienter, der modtog hydrogelen, havde dyrket mere væv end dem, der gennemgår traditionel mikrofraktur, og de rapporterede mindre smerte. Cartilix håber at indsende dataene fra sin europæiske undersøgelse til U.S. Food and Drug Administration (FDA) og påbegynde et større menneskeligt forsøg i USA.
Selvom der er en række undersøgelser af forskellige bærere, såsom hydrogeler og andre biomaterialer, der kan holde cellerne på plads og dyrke brusk, er det spændende ved dette arbejde, at dette bioadhæsiv kan holde hydrogelen på plads ret stærkt, hvilket giver den tid at genvækst brusk, siger Farshid Guilak , en biomedicinsk ingeniør ved Duke University School of Medicine. Og fordi biomaterialet ikke behøver at blive podet med celler før injektion - en strategi, som mange forskningsgrupper undersøger - kan det være lettere for Cartilix at opnå FDA-godkendelse for materialet.
Elisseeff tilpasser også sine biomaterialer til andre applikationer. For eksempel har hun for nylig licenseret noget af sin teknologi til Kythera Biopharmaceuticals , en virksomhed baseret i Calabasas, CA, der specialiserer sig i kosmetisk medicin. Virksomheden bruger Elisseeffs materialer til at udvikle lysaktiverede kosmetiske fyldstoffer, der holder meget længere end dem, der er på markedet i øjeblikket. Disse fyldstoffer, som typisk sprøjtes ind i huden langs siderne af munden for at minimere rynker forårsaget af aldring, har en tendens til at have en kort levetid. Patienter får ofte proceduren gentaget flere gange om året.
Med vores materialer skinner vi lys over [det område af huden], der blev indsprøjtet, og tværbinder materialerne, så de ikke nedbrydes så hurtigt, siger Elisseeff. Hun fortæller, at Kythera planlægger at teste de kosmetiske fyldstoffer hos patienter om et par måneder. Den første pilotundersøgelse finder sted i Beverly Hills.