Javító csont Inserm - Tudomány az egészségért
Felirat
Biomérnöki munka csontvázunk megmentésére
Míg a csontszövet-transzplantációk manapság gyakoriak a csonttörés vagy más sérülés utáni helyreállításra, ennek a stratégiának vannak korlátai. Ezért próbálják a kutatók szintetikus vagy hibrid csontdarabokat (beleértve az őssejteket is) előállítani. Ez magában foglalja a rugalmas és ellenálló, ugyanakkor porózus biomanyagok kifejlesztését, hogy a sejtek megtelepedhessenek. A testre szabott "alkatrészek" megszerzéséhez a 3D nyomtatás nagy segítség.
Olvasási idő
15 percek
Utolsó frissítés
11.01.16
A fájl Hervé Petite, a biomérnöki és osteoarticularis biomechanikai laboratórium együttműködésével készült (UMR 7052 - CNRS/Université Paris-Diderot) - 2016. november.
Értsd meg a problémát
Csont, folyamatosan változó szövet
A csontot folyamatosan megújítási és helyreállítási folyamatnak vetik alá: csonttőkénk így alkalmazkodik létünk biomechanikai igényeihez, a régi szöveteket új szövetekkel helyettesíti.
Hogyan működik? A csontok sejtekből állnak, oszteociták, mineralizált extracelluláris mátrix veszi körül. Ez a mátrix megújul a két típusú sejt: az oszteoblasztok és az oszteoklasztok közötti egyensúly egyensúlyának köszönhetően. A oszteoblasztok szintetizálja a csontmátrixot, míg a osteoclastok megszünteti az öregedő csontszövetet különféle hormonok és mechanikai stressz hatására.
Ez a folyamat elképesztő öngyógyító tulajdonságokat kölcsönöz a csontnak, amely károsodás esetén képes regenerálódni. Így a törés után a végtag átrendeződése és megtartása általában elegendő a gyógyuláshoz: új szövet előállításával aosteogenezis kitölti a törés miatti hiányt, helyreállítva a csont funkcionális hatékonyságát.
Amikor a csont önmagában nem képes regenerálódni
Bizonyos esetekben azonban ez a természetes öngyógyító folyamat nem elegendő: körülbelül minden tizedik mechanikai vagy biológiai probléma megakadályozza a törés öngyógyulását. Ezenkívül bizonyos patológiák (például pszeudoartrózis) vagy műtéti beavatkozások (daganatok, ciszták, fertőző gócok eltávolítása) jelentős csontanyagveszteséghez vezethetnek, amelynek orvoslásához az osteogenezis nem lesz elegendő. Ezután elő kell segíteni a csont rekonstrukcióját.
Ez az egész lényege csont biomérnöki munka. Néha arról is beszélünk bio-ortopédia, tudományág, amelynek segítségével a kutatók, orvosok és anyagszakértők a funkcionális csontszövet rekonstrukciójára törekszenek, jó biológiai és mechanikai tulajdonságokkal.
A csontok oltása és határai
Autograft
Az első megoldás, amelyet a csont helyreállítására gondolnak, az, ha a beteg testéből máshonnan vett csontfrakciót oltják be. Ezt autograft csontnak hívják. Az oltvány betakarításának helye gyakran a csípőcsúcs (a medence csontjának felső széle). A csont sejtes, kortikális vagy kortikoszpongózus részét eltávolítják, a várható haszon függvényében. A kérgi csont sűrűbb, erősebb és kevésbé törékeny, mint a szivacsos csont; ez utóbbi azonban az őssejtek tárházát jelenti, amelyek képesek transzplantáció után csontszövetet előállítani.
Az autológ transzplantáció nem eredményez védekező immunválaszt, mivel a szövet a betegtől származik. Ez azonban a jelentős sejthalál az átültetett szövetben. A graft új csontsejtek termelő képessége képes kompenzálni ezt a veszteséget, de ez különösen a graft vaszkuláris állapotától függ. Ez utóbbi valóban nélkülözhetetlen a rekonstrukció alatt álló csont számára: az erek biztosítják a sejtek szaporodásához szükséges energiát és tápanyagokat. Ezenkívül az autograft feltételezi két művelet (eltávolítás, majd transzplantáció) ami szövődményeket okozhat (fájdalom, tályog, neuralgia). A graft mérete a töltéshez szükséges másik fontos korlátozás.
A transzplantáció donorral
Amikor a csontgraft donortól származik, akkor az ún allograft . Az ehhez a terápiás megközelítéshez használt csontbankokat lényegében a csípőprotézisek felszerelése során vett minták alkotják. Az ezen művelet során vett szövetet (a combcsont feje) különféle kezeléseknek vetik alá a csont, porc, vaszkuláris és vér őssejtek kiküszöbölése érdekében, amelyekben nagy az immunelutasítás lehetősége. Csak az ásványvázat tartjuk meg, nagyon alacsony hőmérsékleten tárolva, a betegek későbbi transzplantációi céljából.
Az allograft azonban nem indukálja a csontképződést: legfeljebb útmutatóként szolgál, amelyen a csont képes lesz újratermeszteni. De ez a rekolonizáció általában nagyon korlátozott. Ezenkívül a kutatás hasonló tulajdonságú, de új csontszövet képződésére képes csontpótlók előállításán is dolgozik.