Stammzellenbehandlung zur Reparatur von Zerr-Meniskus 'Sehr, sehr nah'

Jedes Jahr operieren etwa 1 Million Menschen eine Operation, um eine Träne im Meniskus des Knies zu reparieren, so die American Academy of Orthopedic Surgeons. Es ist eine Verletzung, die nicht vollständig behoben werden kann, da sich der Knorpel nicht sehr gut selbst repariert. Selbst Patienten, die operiert werden, entwickeln oft Arthritis. Einige brauchen schließlich einen Knieersatz.

Die klare Notwendigkeit eines neuen Ansatzes hat Wissenschaftler dazu veranlasst, Stammzellen zu verwenden, um den gerissenen Knorpel nachwachsen zu lassen. Eine neue Methode, die in einem Artikel in Science Translational Medicine beschrieben wird, legt nahe, dass Ärzte Patienten nahe legen könnten, ihren eigenen Meniskus nachwachsen zu lassen.

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Die Forscher verwendeten den gleichen biologisch abbaubaren Kunststoff, der in chirurgischen Nähten zu finden ist, zum 3D-Druck eines Modellmeniskus. Sie haben die Replik mit Proteinen beladen, die wie ein Magnet für Stammzellen funktionieren und diese aus dem Knochenmark ziehen. Die Forscher luden das Modell auch mit Wachstumsfaktoren ein. Diese trugen dazu bei, dass die Stammzellen sich zu spezialisierten Kollagenen und Fasern entwickelten, die Knorpel bilden.

Als sie die Geräte bei sieben Schafen an den unverletzten Teil des Meniskus anbrachten, wuchsen die Stammzellen zu einem neuen gesunden Gewebe. Schafe haben Kniegelenke, die den menschlichen Knien sehr ähnlich sind.

Zwölf Wochen nach der Operation tummelten sich die Schafe wieder mit voller Beweglichkeit. Der Kunststoff hatte sich vollständig aufgelöst.

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Probieren Sie diese Übungen aus, bevor Sie eine Operation zum Knieersatz bekommen.

Den Körper lehren, sich selbst zu heilen

Das biologisch abbaubare Plastikgerät verfügt über eingebaute chemische Hinweise, die es Ärzten erlauben, zu kontrollieren, wo und wann die Wachstumsfaktoren verschwinden. Dies gibt dem Knie eine Blaupause, wie es sich wieder aufbauen kann.

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"Wir können den Standort und auch das Timing des Wachstumsfaktors steuern und körpereigene Stammzellen rekrutieren, die sich in verschiedene Gewebearten verwandeln", sagt Autor Chang H. Lee, Dozent für Kraniofaziale Ingenieurwesen an der Columbia University.

Warum brauchen sie überhaupt ein Plastikgerüst? Wenn Ärzte versuchen, einfach Stammzellen in das Gelenk zu injizieren, können sie sich im Blutstrom fortbewegen, bevor sie die notwendigen Reparaturen durchführen können. "Honen" oder das Ziehen der körpereigenen Stammzellen zu einem medizinischen Pflaster, wie es die Forscher in dieser Studie getan haben, ist nur eine Möglichkeit, um sicherzustellen, dass die Zellen dort bleiben.

"Sie können sie nicht einfach ins Gelenk injizieren, weil sie wegwandern und aufhören, Meniskus zu sein", sagte Senior Autor Jeremy Mao. Mao ist Co-Direktor des Zentrums für kraniofaziale Regeneration an der Columbia University.

Behandlung nähert sich dem Menschen

Stammzellen liegen "sehr, sehr nahe" an der Reparatur von geschädigten Knien beim Menschen, so Dr.Benjamin Ma, Professor für orthopädische Chirurgie an der Universität von Kalifornien, San Francisco. Ma war nicht an der Studie beteiligt.

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Aber es wird eine lange Zeit dauern, bevor Knieersatzoperation auf den Weg des Dodo geht, sagte Ma.

Ohne gesunden Knorpel, um die Knochen zu füllen, die sich im Kniegelenk treffen, werden die Knochen misshandelt und misshandelt. Es gibt nichts, was ein neuer Meniskus daran ändern könnte.

"Stammzellen können den Prozess jetzt nicht umkehren", sagte Ma. "Sie können den verursachten Schaden nicht rückgängig machen. "

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Menschen mit neuen Verletzungen werden die ersten sein, die die Veränderung des Knorpelgewebes nachwachsen lassen. Das könnte laut Ma in ein paar Jahren passieren.

Aber zuerst müssen die Columbia-Forscher beweisen, dass die Technik mit einer größeren Testgruppe von Schafen funktioniert.

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Weitere Stammzellen News: Die Hornhaut reparieren

In einer anderen Stammzellen Studie in der gleichen Ausgabe von Science Translational Medicine, vermuten Forscher, dass mit einem kleinen chirurgischen Eingriff, können Ärzte in der Lage Stammzellen zu verwenden das Auge, um eine verletzte Hornhaut zu ersetzen.

"Da dieser Ansatz die eigenen Zellen des Patienten verwendet, die im eigenen Serum gezüchtet wurden … glauben wir, dass es eine Alternative zur Hornhauttransplantation darstellt … mit einem verringerten Risiko für Komplikationen und Abstoßung. "James Funderburgh, Columbia University

Hornhautverletzungen verursachen Narben, die das Sehvermögen beeinträchtigen. Ärzte behandeln das Problem mit Hornhauttransplantationen, aber es gibt nicht genug Spenderhornhäute, um herumzugehen. Die Transplantationschirurgie ist auch invasiv.

Die Forscher fanden heraus, dass sie Stammzellen von anderen Stellen im Auge aufnehmen und im Labor im eigenen Serum des Patienten wachsen lassen können. Sie könnten sie dann auf die verletzte Hornhaut legen. Die Hornhaut heilte sich mit gesundem Gewebe statt mit Narbengewebe.

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"Da dieser Ansatz die eigenen Zellen des Patienten nutzt, die im eigenen Serum wachsen und nur geringfügige Oberflächenmanipulationen der Hornhaut beinhalten, glauben wir, dass es eine Alternative zur Hornhauttransplantation darstellt, die weniger invasiv ist mit einem geringeren Risiko für Komplikationen und Abstoßung ", sagte Senior Autor James Funderburgh, Professor für Augenheilkunde an der Columbia University.

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Diese Studie wurde mit Mäusen durchgeführt, aber Forscher in Indien führen bereits eine Studie auf Sicherheit am Menschen testen.