I ricercatori delle università di Glasgow, Stratchclyde, Scozia occidentale e Galway utilizzano la tecnologia "nanokicking" per crescere campioni tridimensionali di ossa minerali nel loro laboratorio. Le sezioni di ossa rotte, spranovate o altrimenti danneggiate hanno da tempo presentato sfide per i medici, per cui questa tecnologia è pronta a trasformare la vita di molti pazienti in tutto il mondo.

Lo studio è pubblicato in Natura Ingegneria Biomedica.

La ricerca è stata finanziata da Ingegneria e Scienze Fisiche (EPSRC), Biotecnologie e Scienze Biologiche (BBSRC) e la carità di mine di Sir Bobby Charlton Trova un modo migliore, che aiuta le vittime delle mine terrestri.

Nanokicking è stato originariamente progettato per funzionare nell'area di rilevamento delle onde gravitazionali. Ma i ricercatori sono stati in grado di utilizzare la tecnologia per trasformare le cellule staminali mesenchimali, che sono naturalmente prodotte da corpi umani nel midollo osseo, nelle cellule ossee 3D. Le cellule staminali mesenchimali sono prelevate da donatori umani, collocati all'interno di gel di collagene e sottoposte a nanokicking o vibrazioni ultra nette su scala nanometrica. Queste cellule vengono quindi convertite in un "mastice d'osso" che potrebbe essere utilizzato per riparare o sostituire l'osso danneggiato. Fondamentalmente, i ricercatori stanno usando la tecnologia nanokicking per sbloccare il potenziale nelle nostre cellule di trasformarsi in altri tessuti, come ossa, cartilagine e muscoli.

"Avendo passato 15 anni lavorando in astrofisica e rilevamento di onde gravitazionali con l'interferometro laser gravitazionale-Wave Observatory (LIGO), è sorprendente vedere la tecnologia che potrebbe rivoluzionare aspetti chiave dell'ingegneria dei tessuti e della medicina rigenerativa". Stuart Reid, professore di ingegneria biomedica presso l'Università di Strathclyde e precedentemente presso l'Università del West of Scotland, ha detto in una dichiarazione.

Questo avanzamento nella tecnologia del trapianto osseo comporterà una grande differenza nei trattamenti ortopedici. Di tutti i tessuti vivi, l'osso è il secondo tessuto più trapiantato nel mondo, in secondo luogo solo al sangue. Fino ad ora, tuttavia, il trapianto di ossa è stato limitato da due fattori. In primo luogo, la quantità di osso vivente che può essere raccolta da un paziente è limitata. In secondo luogo, un corpo umano è probabile rifiutare le ossa raccolte da altri donatori.

La probabilità di rifiuto è, tuttavia, ridotta dalla nuova tecnologia che consente l'utilizzo delle cellule staminali mesenchimali di un paziente per generare l'osso. La capacità di far crescere l'osso, se combinato con il romanzo del team scaffold stampati, significa anche che sarebbe possibile riparare più grandi lacune nell'osso.

I ricercatori hanno recentemente utilizzato la loro tecnologia salva la zampa di un cane. "In collaborazione con Find A Better Way, abbiamo già dimostrato l'efficacia dei nostri scaffold in medicina veterinaria, aiutando a far crescere nuove ossa per salvare la gamba di un cane che altrimenti avrebbe dovuto averla amputata," Matthew Dalby, professore di ingegneria cellulare presso l'Università di Glasgow e uno degli autori principali del documento, ha detto in una dichiarazione.

Se ulteriori sperimentazioni continuano a progredire in questo modo, possiamo vedere sperimentazioni umane in pochi anni.

"Puntiamo al primo trapianto di un uomo in 2020" Monica P TsimbourI, ricercatore presso l'Institute of Molecular Cell and Systems Biology dell'Università di Glasgow, ha dichiarato a The University Network (TUN).

Tsimbouri ha spiegato che mentre il trapianto di ossa umane "comporterà l'inizio di studi clinici inizialmente per piccoli difetti", il team svilupperà ulteriormente il suo impalcatura stampato per rendere possibile la riparazione di maggiori lacune nell'osso. "Si prevede che la tecnologia si sposterà su una scala più ampia, ovvero la generazione di impianti di scaffold per difetti di gap maggiori", ha detto a TUN.

L'obiettivo della squadra è aiutare le vittime delle mine antiuomo. "Questo è il nostro obiettivo di guida", ha detto Tsimbouri. "Abbiamo il privilegio di essere finanziati da importanti organismi di finanziamento come EPSRC e BBSRC. In particolare, ringraziamo l'associazione benefica di Sir Bobby Charlton, Find A Better Way, che mira ad aiutare i sopravvissuti civili di lesioni da esplosione di mine antiuomo. "

Manuel Salmeron-Sanchez, professore di bioingegneria e responsabile del progetto Find A Better Way presso l'Università di Glasgow, si attende per un futuro in cui le vittime delle mine terrarie avranno a disposizione la tecnologia.

"Per molte persone che hanno perso le gambe in incidenti sulle mine terrestri, la differenza tra essere costretti su una sedia a rotelle e poter usare una protesi potrebbe essere solo di pochi centimetri di osso", ha detto Salmeron-Sanchez in una nota.

Il gruppo di ricerca comprende Peter G. Childs, Gabriel D. Pemberton, Jingli Yang, Vineetha Jayawarna, Wich Orapiriyakul, Karl Burgess, Cristina González-García, Gavin Blackburn, Dilip Thomas, Catalina Vallejo-Giraldo, Manus JP Biggs e Adam SG Curtis .