Un nuovo biomateriale può finalmente aiutare a riparare la cartilagine danneggiata nelle articolazioni colpite: ScienceAlert

Il corpo è molto bravo a ripararsi, ma alcune parti della nostra anatomia faticano a tornare al loro stato normale dopo un infortunio.

Uno di questi materiali è la cartilagine, il tessuto connettivo spugnoso ma resistente che impedisce alle nostre ossa di sfregarsi e scontrarsi l’una contro l’altra. Nel corso del tempo, i componenti trasparenti o “vetrosi” della cartilagine possono deteriorarsi in modo significativo, portando a condizioni dolorose come Osteoporosi E Condromalacia.

Gli scienziati hanno lavorato per trovare un modo per rigenerarsi cartilagine ialina Da molti anni un team della Northwestern University negli Stati Uniti è riuscito a realizzare un importante passo avanti. Hanno sviluppato un biomateriale che viene iniettato nella cartilagine danneggiata delle pecore vive, agendo come un’impalcatura che promuove la crescita della cartilagine nelle articolazioni attive.

“La cartilagine è una componente essenziale delle nostre articolazioni.” dice il chimico Samuel Staub Dalla Northwestern University.

“Quando la cartilagine viene danneggiata o si rompe nel tempo, può avere un impatto significativo sulla salute generale di una persona e sulla capacità di muoversi. Il problema è che la cartilagine negli esseri umani adulti non ha la capacità innata di guarire nei tessuti che non si rigenerano correttamente.” “Crediamo che il nostro trattamento possa aiutare a rispondere a un’esigenza clinica grave e insoddisfatta.”

Il deterioramento della cartilagine è un grave problema di salute. Sondaggio del 2011 Uno studio condotto in 18 paesi ha dimostrato che in oltre 1,3 milioni di interventi di sostituzione del ginocchio ogni anno, i problemi alla cartilagine erano il fattore principale.

Sebbene esistano altri interventi che possono aiutare, come la creazione di microfratture per stimolare la riparazione della cartilagine, questi interventi spesso determinano la crescita del tipo sbagliato di cartilagine: cartilagine dura e fibrosa. Fibrocartilagine – Ama Tessuto cicatriziale cartilagineo – Invece della cartilagine ialina morbida e flessibile che ricopre le articolazioni.

Un potenziale trattamento su cui gli scienziati stanno lavorando per migliorare è l’uso di stent nei difetti della cartilagine che supportano la crescita della cartilagine ialina. Questa opzione si è rivelata efficace nei piccoli mammiferi, come i topi, ma fallisce nei mammiferi più grandi, probabilmente a causa delle maggiori pressioni e forze che agiscono sulle articolazioni degli animali più grandi.

Staub e i suoi colleghi sono riusciti a sviluppare un materiale che sembra essere in grado di risolvere questo grave problema. È un biomateriale bicomponente.

La prima è una molecola peptidica che si lega ad una proteina chiamata Trasformare il fattore di crescita beta-1che svolge un ruolo cruciale nella crescita e nella divisione cellulare, soprattutto nello scheletro, dove regola la crescita delle ossa e della cartilagine.

Il secondo componente è Acido ialuronicoche potresti conoscere dai prodotti per la cura della pelle che usi: aiuta la pelle a rimanere morbida trattenendo l’umidità. Si può trovare anche nelle articolazioni e nella cartilagine, dove agisce come lubrificante e svolge un ruolo nella guarigione delle ferite.

Negli esperimenti in provetta, i ricercatori hanno scoperto che questo materiale ibrido supporta la differenziazione condrogenica, ovvero la proliferazione delle cellule cartilaginee, note come condrociti. Formavano fasci di filamenti, una struttura normale che si trova nel tessuto muscolare scheletrico.

Molti metodi di ricerca sono arrivati ​​allo stesso punto in laboratorio. La vera prova è quanto bene questa proteina possa resistere ai suoi effetti sugli animali vivi, cosa che può essere applicata agli esseri umani. Le pecore sono esposte a influenze meccaniche simili a quelle a cui sono esposti gli esseri umani, quindi il test è stato effettuato su pecore.

I ricercatori hanno sviluppato il loro materiale in una pasta che è stata iniettata nei difetti della cartilagine nelle articolazioni del ginocchio posteriore delle pecore. I ricercatori hanno inserito piccoli fori in entrambe le ginocchia posteriori di ciascuna pecora nel loro studio; In un ginocchio è stata iniettata la pasta e l’altro è stato lasciato non trattato come controllo.

Quando il materiale argilloso entrava in contatto con il calcio presente nelle ossa della pecora, si induriva in una matrice gommosa e i condrociti cominciavano a formarsi, crescendo per riempire il buco creatosi con il deterioramento dell’impalcatura. La cartilagine era del tipo appropriato: ialina. Nel giro di poche settimane, i difetti trattati hanno mostrato un miglioramento significativo, soprattutto rispetto ai controlli.

Un trattamento simile potrebbe essere più efficace nel trattamento degli esseri umani. Non si può dire alle pecore che hanno bisogno di riposare e di tenere il peso lontano dalla gamba ferita, mentre i pazienti che ricevono cure per lesioni alla cartilagine sono spesso immobilizzati dopo l’intervento chirurgico.

Naturalmente sono necessarie ulteriori attività di ricerca e sviluppo, e poi il processo dovrà essere sottoposto a studi clinici sugli esseri umani. Ma i risultati promettono che un giorno sarà disponibile un trattamento che aiuterebbe a ridurre la necessità di opzioni più invasive e meno efficaci.

“Rigenerando la cartilagine ialina,” dice Staub“Il nostro approccio deve essere più resistente all’usura, risolvendo il problema della scarsa mobilità e del dolore articolare a lungo termine, evitando la necessità di ricostruire l’articolazione utilizzando grandi pezzi di hardware”.

La ricerca è stata pubblicata in Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze.