لأجل علاج المفاصل التالفة نجح الباحثون في زراعة طعوم غضروفية وعظام في المختبر يمكن استخدامها لإصلاح المفاصل التالفة مثل الفك.
على الرغم من أن الجراحة الترميمية متاحة لعلاج العديد من إصابات المفاصل، إلا أنها قد تكون غير دقيقة، وغالبًا ما يضطر أولئك الذين يعانون من مثل هذه الإصابات إلى عمليات جراحية متعددة ويعانون من الألم وعدم الراحة على المدى الطويل نتيجة لذلك.
المفصل الصدغي الفكي في الفك معقد بشكل خاص وصعب الإصلاح، وهناك حاجة إلى طرق أكثر دقة وشخصية للقيام بذلك.
إذا كان من الممكن إنشاء الطعوم الشخصية للغضاريف والعظام باستخدام خلايا المريض الخاصة، فيمكن تقليل الآثار الجانبية للمواد الاصطناعية المستخدمة في المفاصل الاصطناعية ويمكن إصلاح الضرر بشكل أكثر فعالية وبشكل طبيعي.
تعالج Gordana Vunjak-Novakovic، أستاذ طب الأسنان بجامعة كولومبيا في نيويورك، وفريق متعدد التخصصات من الباحثين هذه المشكلة باستخدام تقنيات الهندسة الحيوية المتطورة لتنمية الغضروف وتطعيم العظام معًا في المختبر، والتي يمكن أن تكون بعد ذلك زرع في المرضى.
وأوضحت: “لقد اخترنا عمدًا تجديد عظم الفك، لأن تشريحه الأكثر تعقيدًا والتحميل الميكانيكي العالي يوفر الاختبار الأكثر صرامة لتقنيتنا”. “إذا تمكنا من معالجة هذه التحديات، فيمكننا أيضًا تجديد أجزاء أخرى من الهيكل العظمي، ونحن نتحرك في هذا الاتجاه.”
لا يزال العلم في مرحلة مبكرة واختبر الفريق تقنيتهم على نموذج يوكاتان minipig في هذه الدراسة، وتعتبر هذه الخنازير نموذجا جيدا نظرا لأن حجم فكها مماثل للإنسان ويخضع المفصل لمستويات مماثلة من الإجهاد الميكانيكي، ومع ذلك، يأمل الباحثون في إنشاء ترقيع مماثل للزرع في البشر في المستقبل القريب.
أشارت Vunjak-Novakovic إلى أن “التحقق السريري من هذه التقنية، تحت إشراف إدارة الغذاء والدواء، أمر بالغ الأهمية لاستخدامه في المرضى”.
مقالات شبيهة:
زراعة البنكرياس البشري في القوارض تمهيدا لزرعه لمرضى السكري من النوع الأول
وتضيف: “EpiBone ، وهي شركة تم إطلاقها من مختبرنا، تقوم الآن بتجنيد المرضى لإجراء دراسة سريرية أولية للمرحلة الأولى / الثانية من المقرر أن تبدأ في أوائل عام 2021.”
تم إنشاء الطعوم عن طريق استخراج عينة صغيرة من الخلايا الدهنية من كل حيوان، ثم نمت هذه العينة في المختبر لزيادة عدد الخلايا، قبل تحفيز بعض الخلايا الدهنية على التحول إلى خلايا غضروفية وبعضها لتكوين خلايا عظمية.
للتأكد من صحة شكل وحجم الزرع لعلاج المفاصل قام الباحثون أولاً ببناء مصفوفة للخلايا لتنمو من مادة عظمية معقمة مأخوذة من الأبقار، وتم توجيه إنشاء هذا الإطار من خلال التصوير بحيث يمكن أن يتناسب تمامًا مع شكل المفصل، ثم تمت تغطية هذه المصفوفة بالعظام الجديدة وخلايا الغضاريف، والتي تُركت لتنمو لتصبح أنسجة جديدة.
إن زراعة نوعين من الأنسجة المختلفة التي تشكل طعما واحدا أمر صعب في المختبر، حيث يتطلب كل نوع من أنواع الأنسجة ظروفًا مختلفة قليلاً لينمو بشكل جيد وهناك حاجة إلى غرفة مفاعل حيوي متخصص لتحقيق نمو ناجح.
قالت فونجاك نوفاكوفيتش: “كان تطوير هذا المفاعل الحيوي الفريد من نوعه مفيدًا في تكوين ترقيع مركب من الغضروف والعظام”. “تم الحفاظ على كل نسيج داخلي في مكانه الخاص، مع السماح بالاتصال بين الغضروف والعظام من خلال عوامل الانتشار، تمامًا كما هو الحال في أجسامنا.”
عندما اكتملت الطعوم، تم زرعها في الخنازير (20 في المجموع) وتركت للشفاء لمدة 6 أشهر قبل تقييم النتائج.
كانت النتائج رائعة، فقد قامت الغرسات بتجديد غضروف كامل السماكة فوق العظم وكانت مستقرة ميكانيكياً وقوية بالمقارنة مع الطعوم العظمية فقط أو الطعوم الضابطة التي تستخدم المصفوفة المعقمة القائمة على العظام.
بالإضافة إلى تطويرها كغرسات لاستبدال الأنسجة التالفة، فإن الاستخدام الثانوي الشائع بشكل متزايد للأنسجة أو الأعضاء المزروعة في المختبر هو نموذج لاختبار الأدوية أو تطور المرض على الخلايا البشرية.
تقوم Vunjak-Novakovic وزملاؤها بتقييم ما إذا كان من الممكن أيضا استخدام الطعوم الغضروفية العظمية لإنشاء “عضو على رقاقة” لتمثيل نسيج المفصل لاستخدامه في هذا النوع من الاختبارات.