Koristeći goveđe kosti dobijene od krava, grupa naučnika kaže da je razvila novi materijal za presađivanje kostiju koji može pomoći da slomljene i povređene kosti rastu uz minimalne negativne reakcije tela.
Naučnici, čija je procedura detaljno opisana u PLOS ONE, isprobali su svoje poboljšane koštane transplantate na pacovima i miševima i otkrili da su oni promovisali brzo zarastanje povređenih i slomljenih kostiju.
Što je još zanimljivije, naučnici su primetili da je njihov model miševa pokazao da su njihovi novorazvijeni koštani transplantati dobro ugrađeni i da nisu izazvali mnogo štetnih komplikacija na imunološki sistem životinja.
Dr Ali Al Kabani sa Odeljenja za oralne i kraniofacijalne zdravstvene nauke Univerziteta u Šardži, koji je predvodio tim, rekao je: „Rezultat je postignut zahvaljujući našem novom postupku tretmana kostiju koji je pomogao u uklanjanju ćelija, DNK i supstanci koje mogu izazvati neželjene/neželjene reakcije kod domaćina.
„Proverili smo biološke parametre kao što su broj belih krvnih zrnaca, veličina slezine i promene u jetri i bubrezima kod životinja. Otkrili smo da naši koštani transplantati nisu izazvali nikakvu štetu unutrašnjim organima kada su testirani na životinjama.“
Prelomi usled bolesti kostiju pogađaju milione ljudi i njihovo lečenje predstavlja veliki finansijski teret za državne zdravstvene budžete.
Prijavljeno je da oko 1,5 miliona pojedinaca pati od preloma kostiju svake godine. Problem bolesti kostiju se pogoršava sa godinama i najteže pogađa žene. U Sjedinjenim Državama, otprilike 4 od 10 žena starosti 50 ili više godina pati od preloma kuka, kičme ili ručnog zgloba.
Umetnost lečenja koštanih defekata stara je najmanje 3.000 godina kada su ljudi počeli da koriste štapove ili metale, između ostalog, da popune defekte kostiju sa promenljivim stepenom uspeha. Trenutno se hirurzi uglavnom oslanjaju na sintetičke koštane transplantate, koji su veštački proizvedeni za lečenje.
Međutim, naučni dokazi su pokazali da nijedan sintetički materijal ne može da zameni složenu strukturu ljudskog koštanog tkiva, kaže koautor prof. A. R. Samsudin sa Odeljenja za oralne i kraniofacijalne zdravstvene nauke na Univerzitetu u Šardži.
„Ostalo nam je samo životinjsko koštano tkivo koje izgleda da ima blisku sličnost sa ljudskim kostima. Ova prilika je stvorila izazov za nas da istražujemo i obrađujemo kosti od krava i da procedure presađivanja kostiju učinimo što bezbednijim za upotrebu za zamenu ljudskih kostiju. kosti“.
Dr Kabani je rekao: „Studija je sprovedena u više faza. Kao prvi korak, goveđe kosti su dobijene od krava. Kosti su isečene na manje veličine i tretirane raznim hemikalijama da bi se uklonile određene komponente koje mogu izazvati probleme/komplikacije kod ljudi. Ovaj korak je bio važan jer je obezbedio da kosti budu bezbedne i pogodne za medicinsku upotrebu.
„Uzorci kostiju su zatim osušeni pomoću sušare za zamrzavanje da bi se potpuno uklonio njihov sadržaj vode i sterilisani korišćenjem gama zračenja tako što su poslati u Agenciju za atomska istraživanja Džordona. Sterilizacija uzoraka kostiju je veoma važna da bi se uklonila sva mikrobna prisutnost. Ovo će pomoći da se odvrate infekcije kada se ove kosti testiraju na ljudima.“
Zatim su koštani transplantati podvrgnuti raznim fizičkim testovima kako bi se dokazalo da su dovoljno izdržljivi da izdrže stres nakon implantacije na mestima povrede kostiju i osigurali da mogu efikasno da podrže i olakšaju proces zarastanja bez lomljenja ili slabljenja pod pritiskom.
Da bi se utvrdilo da li će obrađeni koštani transplantati biti prihvaćeni u ljudskom telu, autori su proverili kako ćelije slične ljudskom telu reaguju na njih.
Dr Kabani je primetio: „Naši koštani transplantati su bili povoljni za rast ćelija zbog toga što su veoma porozni i poseduju hrapavu površinu. Ćelije su preferirale ovu vrstu okruženja jer im je pružalo dovoljno prostora da komuniciraju i dobro rastu.“
„Otkrili smo da ćelije vole da formiraju kolonije u našim koštanim transplantacijama i da rastu srećno. Ovo je važan nalaz jer bi idealan materijal za koštani transplantat trebao biti dobro prilagođen za rast ćelija i performanse ćelija, što je važna karakteristika koja doprinosi zarastanju kostiju.“
Glavni cilj studije, pišu autori, bio je „uporediti sposobnost demineralizovanih (DMB) i decelularizovanih (DCC) granula goveđe kosti da podrže regeneraciju kostiju kod defekata kritične veličine kalvarije pacova. DMB i DCC su pripremljeni korišćenjem prethodnog objavljen metod“.
Jedan važan korak u studiji uključivao je testiranje koštanih transplantata umetanjem u životinjsko telo pre nego što su mogli da se koriste kod ljudi, za šta su autori koristili miševe i pacove.
Kod pacova, naučnici su otkrili da su njihovi koštani transplantati bili dobro ugrađeni i podstakli brzo zarastanje rana. Dok su kod miševa otkrili da koštani transplantati ne izazivaju mnogo neželjenih reakcija na imunološki sistem životinja.
„Ovo je postignuto jer je naša nova procedura lečenja kostiju pomogla u uklanjanju ćelija, DNK i supstanci koje bi mogle da izazovu neželjene/neželjene reakcije kod domaćina“, rekao je dr Kabani.
Upitan o značaju studije i njenim praktičnim implikacijama, koautor i profesor oralne biologije Sausan Al Kavas sa Univerziteta u Šardži je rekao: „Glavna ideja je bila stvaranje novog koštanog materijala koji se može koristiti kao zamena za kosti u upravljanju gubitkom kosti. zbog povreda koje mogu pomoći u brzom zarastanju kostiju i brzom oporavku.
„Naš novi koštani transplantat je bezbedan za ljudsku upotrebu i razlikuje se od komercijalno dostupnog materijala u svetu. Nakon testiranja ovog novog biomaterijala, prijavili smo se za patent u SAD pod nazivom Univerzitet u Šardži.
„Naša studija objašnjava metodu uklanjanja ćelija iz koštanog materijala uz očuvanje njegove važne strukture netaknutom. Uporedili smo dva načina da to uradimo. Jedna metoda, nazvana demineralizovana (DMB), uklonila je neke ćelije, ali je ostavila deo genetskog materijala.
„Drugi metod, nazvan decelularizovan (DCC), uklonio je više ćelija i genetskog materijala, ali je neke od važnih delova kosti zadržao netaknutim. Ova DCC metoda je izgledala bezbednija za buduću upotrebu u transplantacijama jer je izazvala manje reakcija u telu.“
Profesor Samsudin je bio optimističan u pogledu rezultata studije i komercijalizacije nalaza za koje je rekao da ilustruju da je „naš novi materijal za presađivanje kosti pomogao da raste nova kost i izazvao manje neželjenih reakcija u telu kada je testiran na miševima i pacovima.
„Naš biomaterijalni koštani transplantat pomogao je da raste više nove kosti kod pacova sa velikim povredama kostiju. Još važnije, otkrili smo da naša specijalna granula, nazvana decilularizovana (DCC), ima izuzetnu sposobnost da pomogne kostima da bolje zarastu, posebno kada imaju velike povrede.“
Dr Aghila Rani, koautor i član istraživačke grupe za zarastanje rana i oralnu dijagnozu Univerziteta u Šardži, rekla je da su rezultati studije potvrdili da „naši koštani transplantati nisu samo bezbedni već i neverovatno otporni. Naši nalazi naglašavaju važnost ove studije. pedantne tehnike obrade u razvoju efikasnih koštanih transplantata .
„Uklanjanjem potencijalnih komplikacija i optimizacijom metoda obrade, otvaramo put uspešnoj i pouzdanoj terapiji regeneracije kostiju koja može da izdrži zahteve svakodnevnog života.“
Istraživački institut za medicinske i zdravstvene nauke Univerziteta Šardža trenutno traži partnera u farmaceutskoj industriji za izradu plana kako da proizvede tehniku koštanog presađivanja koju su autori razvili u velikim razmerama.
