ग्रोन इंटरवर्टेब्रल डिस्क सफलतापूर्वक एक बकरी को प्रत्यारोपित किया जाता है

पहली बार, बायोइंजीनियर इंटरवर्टेब्रल डिस्क को सफलतापूर्वक प्रत्यारोपित किया गया था और इस दिशा में उपयोग किए जाने वाले सबसे बड़े पशु मॉडल में दीर्घकालिक कार्य प्रदान किया गया था।

साइंस ट्रांसलेशनल मेडिसिन में प्रकाशित एक नई पेन मेडिसिन स्टडी से इस बात के पुख्ता सबूत मिलते हैं कि गर्दन और पीठ के दर्द से जूझ रहे मरीजों की कोशिकाओं को एक क्षतिग्रस्त को बदलने के लिए प्रयोगशाला में एक नए इंटरवर्टेब्रल डिस्क का इस्तेमाल किया जा सकता है। अध्ययन, बकरियों पर प्रदर्शन, चिकित्सा विभाग, इंजीनियरिंग और एप्लाइड साइंसेज विभाग, और पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय में पशु चिकित्सा के स्कूल में एक अंतःविषय टीम द्वारा आयोजित किया गया था।

रीढ़ में नरम ऊतक, इंटरवर्टेब्रल डिस्क, सिर को मोड़ने या फावड़ियों को बांधने जैसे आंदोलनों में आवश्यक हैं। लेकिन संयुक्त राज्य में लगभग आधी वयस्क आबादी पीठ या गर्दन के दर्द से पीड़ित है, और उनके लिए उपचार और देखभाल समाज पर गंभीर आर्थिक बोझ डालती है - प्रति वर्ष लगभग 195 बिलियन डॉलर। जबकि इंटरवर्टेब्रल डिस्क का विनाश अक्सर इस दर्द से जुड़ा होता है, इसके विनाश के मुख्य कारण कम समझ में आते हैं। रीढ़ की हड्डी की सर्जरी और यांत्रिक प्रतिस्थापन प्रत्यारोपण सहित आधुनिक दृष्टिकोण, रोगसूचक उपचार प्रदान करते हैं, लेकिन वे मूल डिस्क की संरचना, कार्य और गति की सीमा को पुनर्स्थापित नहीं करते हैं, और वे अक्सर सीमित प्रभाव डालते हैं। इस प्रकार, नए उपचारों के लिए अनुरोध है।

टिशू इंजीनियरिंग में बड़ा वादा है। इसमें एक जटिल संरचना का निर्माण करने के लिए एक प्रयोगशाला में बायोमेट्रिक मचान के साथ एक रोगी या जानवर के स्वयं के स्टेम सेल को शामिल करना होता है जिसे फिर से प्रतिस्थापन डिस्क के रूप में रीढ़ में प्रत्यारोपित किया जाता है। पिछले 15 वर्षों में, पेन रिसर्च टीम ने मानव परीक्षण पर ध्यान केंद्रित करते हुए, इन विट्रो रिसर्च में बुनियादी से छोटे जानवरों के मॉडल और बड़े जानवरों के मॉडल का उपयोग करते हुए, टिशू इंजीनियरिंग का उपयोग करके एक बायोइन्जीनियर डिस्क विकसित की है।

“यह एक महत्वपूर्ण कदम है: प्रयोगशाला में इतनी बड़ी डिस्क को विकसित करने के लिए, इसे डिस्क स्थान में रखें, और फिर इसे आसपास के मूल ऊतक के साथ एकीकृत करें। यह बहुत ही आशाजनक है, ”पेन में पेरेलमैन मेडिकल स्कूल में आर्थोपेडिक सर्जरी में शिक्षा और अनुसंधान के प्रोफेसर रॉबर्ट एल मॉक ने कहा, साथ ही फिलाडेल्फिया में कॉर्पोरल माइकल क्रेस्केंज वीए मेडिकल सेंटर (सीएमसी VAMC) के एक शोधकर्ता और प्रकाशन के मुख्य लेखक हैं। "वर्तमान उपचार वास्तव में डिस्क की मरम्मत नहीं करते हैं, इसलिए हम आशा करते हैं कि इस विकसित प्रत्यारोपण के साथ हम इसे जैविक, कार्यात्मक तरीके से बदल देंगे और गति की पूरी श्रृंखला को बहाल करेंगे।"

टीम द्वारा किए गए विगत अनुसंधान ने उनके बायोइन्जीनियर डिस्क के एकीकरण को सफलतापूर्वक दिखाया है, जिसे पांच सप्ताह के लिए चूहे की पूंछ में डिस्क-एंगल प्लाई संरचनाओं (डीएपीएस) के रूप में जाना जाता है। इस नवीनतम अध्ययन ने चूहों में इस अवधि को 20 सप्ताह तक बढ़ा दिया - लेकिन देशी रीढ़ की हड्डी वाले खंड की संरचना की नकल करने के लिए एंडप्लेट-संशोधित डीएपीएस या ईडीएपीएस के रूप में ज्ञात अद्यतन डिस्क के साथ। अंत प्लेटों के जोड़ ने इंजीनियरिंग संरचना को संरक्षित करने और देशी ऊतक में इसके एकीकरण को सुविधाजनक बनाने में मदद की।

MRI, हिस्टोलॉजिकल, मैकेनिकल और जैव रासायनिक विश्लेषण के साथ, पता चला है कि eDAPS ने चूहे के मॉडल में मूल डिस्क, जीव विज्ञान और यांत्रिक फ़ंक्शन की संरचना को बहाल किया। इस सफलता के आधार पर, शोधकर्ताओं ने eDAPS को बकरियों की ग्रीवा रीढ़ में प्रत्यारोपित किया। उन्होंने एक बकरी को चुना क्योंकि इसकी ग्रीवा-रीढ़ की हड्डी के डिस्क के आकार मानवों के समान हैं, और बकरियों के पास एक अर्ध-खड़ी आकृति है।

शोधकर्ताओं ने गर्भाशय ग्रीवा बकरी में सफल पूर्ण डिस्क प्रतिस्थापन दिखाया है। एक महीने के बाद, मैट्रिक्स का वितरण या तो बनाए रखा गया था या eDAPS के हिस्से के रूप में सुधार हुआ था। एमआरआई के परिणामों से यह भी पता चलता है कि डिस्क की संरचना को आठ सप्ताह के बाद बनाए रखा गया था या सुधार हुआ था, और यह कि यांत्रिक गुण या तो देशी बकरी डिस्क के अनुरूप थे या उनसे अधिक थे।

"मैं यह बहुत अच्छा मानता हूं कि हम चूहे की पूंछ से मानव-आकार के प्रत्यारोपणों में गए हैं," पेरेलमैन स्कूल ऑफ मेडिसिन में आर्थोपेडिक सर्जरी के सहायक प्रोफेसर और न्यूरोसर्जरी के एमडी हार्वे ई। स्मिथ ने कहा। और सीएमसी VAMC में पूर्णकालिक सर्जन, साथ ही साथ एक वरिष्ठ अनुसंधान साथी और नैदानिक ​​अनुसंधान पर्यवेक्षक। "जब आप यांत्रिक उपकरणों पर साहित्य में सफलता को देखते हैं, तो मेरा मानना ​​है कि आशावाद के लिए एक बहुत अच्छा कारण है, कि हम एक ही सफलता प्राप्त कर सकते हैं यदि हम इसे बायोइंजीनियर डिस्क के साथ पार नहीं करते हैं।"

शोध दल इस काम की सफलता को पेन में शुरू से ही इस्तेमाल किए जाने वाले बहु-विषयक और अनुवाद संबंधी दृष्टिकोण के साथ जोड़ता है, जहां विभिन्न विभागों और स्कूलों के कई विशेषज्ञ रहते हैं जो इस परियोजना में शामिल थे।

“हमने बुनियादी अनुसंधान से लेकर चिकित्सकों तक सभी अलग-अलग दिशाओं का उपयोग किया, जो पेन ने अपनी छत के नीचे की हैं। हमारे पास एक अविश्वसनीय नेटवर्क है जिसका उपयोग इस और अन्य शोध के लिए किया जा सकता है, ”अध्ययन के लेखक थॉमस पी। शेहर, वीएमडी के निदेशक, ट्रांसलेटरल ऑर्थोपेडिक अनुसंधान के निदेशक और न्यू बोल्टन यूनिवर्सिटी स्कूल ऑफ वेटरनरी मेडिसिन, पेंसिल्वेनिया में अध्ययन के निदेशक हैं। केंद्र। "हर शैक्षणिक संस्थान में ऐसा कोई संयुक्त पारिस्थितिकी तंत्र नहीं है जो हमारे लिए बहुत बड़ा लाभ था जब हमने यह अध्ययन शुरू किया और फिर समय के साथ इसका समर्थन किया।"

टीम में पहले लेखक, सारा गुलबंद, ऑर्थोपेडिक सर्जरी पेन मेडिसिन विभाग में शोधकर्ता और कॉर्पोरल माइकल क्रेस्केंज वीए मेडिकल सेंटर में ट्रांसलेशनल मस्कुलोस्केलेटल रिसर्च सेंटर, पेन और डॉन एम। इलियट में न्यूरोसर्जरी और ऑर्थोपेडिक सर्जरी विभाग के एक सदस्य, लछलन स्मिथ और एक पूर्व शोधकर्ता भी शामिल हैं। पेन्ना, वर्तमान में डेलावेयर विश्वविद्यालय में बायोमेडिकल इंजीनियरिंग विभाग के प्रमुख हैं।

अगला कदम बकरी मॉडल में eDAPS फ़ंक्शन के दीर्घकालिक परीक्षणों का संचालन करने के लिए होगा, लेखकों ने कहा, साथ ही मनुष्यों में इंटरवर्टेब्रल डिस्क के विनाश को मॉडल करने के लिए और यह परीक्षण करने के लिए कि इस संदर्भ में उनके बायोइन्जिनियर डिस्क कैसे काम करते हैं।

"अपनी कोशिकाओं से बने जैविक ऊतकों को प्रत्यारोपित करना उचित है," स्मिथ ने कहा। “एंडोप्रोस्थेटिक्स में एक वास्तविक ऊतक प्रतिस्थापन प्रत्यारोपण का उपयोग - हमने अभी तक आर्थोपेडिक्स में ऐसा नहीं किया है। मेरा मानना ​​है कि यह एक बदलाव होगा कि हम रीढ़ की बीमारियों का इलाज कैसे करते हैं और हम जोड़ों का पुनर्निर्माण कैसे करते हैं। ”