Tinatalo ng Lab-made Knee Cartilage ang Tunay na Bagay

kapalit na kartilago ng tuhod 8 16
Ang isang bagong lab-made na knee cartilage ay 26% na mas malakas kaysa sa natural na cartilage sa pag-igting, tulad ng pagsususpinde ng pitong grand piano mula sa isang key ring, at 66% na mas malakas sa compression—na magiging parang pagparada ng kotse sa isang selyo. (Credit: Daniel Thiele/Unsplash)

Ang isang bagong kapalit na kartilago ng tuhod na nakabatay sa gel ay mas malakas at mas matibay kaysa sa tunay na bagay, ayon sa isang bagong pag-aaral.

Mga over-the-counter na pain reliever, physical therapy, steroid injection—nasubukan na ng ilang tao ang lahat ng ito at nakikitungo pa rin sa pananakit ng tuhod.

Kadalasan ang pananakit ng tuhod ay nagmumula sa progresibong pagkasira ng kartilago kilala bilang osteoarthritis, na nakakaapekto sa halos isa sa anim na matatanda—867 milyong tao—sa buong mundo. Para sa mga gustong iwasang palitan ang buong kasukasuan ng tuhod, matutulungan ng bagong kartilago ang mga pasyente na makabangon nang mabilis, walang sakit, at manatili sa ganoong paraan.

Tulad ng iniulat sa journal Mga advanced na Kagamitan sa Paggana, ipinapakita ng mekanikal na pagsubok na ang hydrogel—isang materyal na gawa sa mga polymer na sumisipsip ng tubig—ay maaaring pinindot at hilahin nang mas malakas kaysa natural na kartilago, at tatlong beses na mas lumalaban sa pagkasira.

Ang mga implant na gawa sa materyal ay kasalukuyang ginagawa ng Sparta Biomedical at sinusuri sa mga tupa. Ang mga mananaliksik ay naghahanda upang simulan ang mga klinikal na pagsubok sa mga tao sa susunod na taon.

"Kung ang lahat ay naaayon sa plano, ang klinikal na pagsubok ay dapat magsimula sa lalong madaling Abril 2023," sabi ni Benjamin Wiley, isang propesor sa kimika sa Duke University na nanguna sa pananaliksik kasama si Ken Gall, isang propesor ng mechanical engineering at mga materyales sa agham.

Natural na kartilago ng tuhod

Upang gawin ang materyal na ito, ang koponan ay kumuha ng manipis na mga sheet ng cellulose fibers at nilagyan ang mga ito ng isang polymer na tinatawag na polyvinyl alcohol-isang malapot na goo na binubuo ng mga stringy chain ng paulit-ulit na mga molecule-upang bumuo ng isang gel.

Ang mga hibla ng selulusa ay kumikilos tulad ng mga hibla ng collagen sa natural na kartilago, sabi ni Wiley-binibigyan nila ang lakas ng gel kapag nakaunat. Tinutulungan ito ng polyvinyl alcohol na bumalik sa orihinal nitong hugis. Ang resulta ay isang materyal na parang Jello, 60% na tubig, na malambot ngunit nakakagulat na malakas.

Ang natural na cartilage ay maaaring makatiis ng napakalaki na 5,800 hanggang 8,500 pounds bawat pulgada ng paghila at pagpisil, ayon sa pagkakabanggit, bago maabot ang breaking point nito. Ang lab-made na bersyon ay ang unang hydrogel na kayang humawak ng higit pa. Ito ay 26% na mas malakas kaysa sa natural na cartilage sa pag-igting, tulad ng pagsususpinde ng pitong grand piano mula sa isang key ring, at 66% na mas malakas sa compression—na magiging parang pagparada ng kotse sa isang selyo.


 Kumuha ng Pinakabagong Sa pamamagitan ng Email

Lingguhang Magazine Daily Inspiration

"Ito ay talagang wala sa mga tsart sa mga tuntunin ng lakas ng hydrogel," sabi ni Wiley.

Ang koponan ay nakagawa na ng mga hydrogel na may mga kahanga-hangang katangian. Noong 2020, iniulat nila na nilikha nila ang unang hydrogel sapat na malakas para sa mga tuhod, na nararamdaman ang puwersa ng dalawa hanggang tatlong beses na bigat ng katawan sa bawat hakbang.

Ang paglalagay ng gel sa praktikal na paggamit bilang kapalit ng kartilago, gayunpaman, ay nagpakita ng karagdagang mga hamon sa disenyo. Ang isa ay ang pagkamit ng pinakamataas na limitasyon ng lakas ng kartilago. Ang mga aktibidad tulad ng hopping, lunging, o pag-akyat ng hagdan ay naglalagay ng ilang 10 Megapascals ng presyon sa kartilago sa tuhod, o humigit-kumulang 1,400 pounds bawat square inch. Ngunit ang tissue ay maaaring tumagal ng hanggang apat na beses bago ito masira. "Alam namin na may puwang para sa pagpapabuti," sabi ni Wiley.

Ang mga implant ng tuhod ay hindi tumatagal magpakailanman

Noong nakaraan, ang mga mananaliksik na sumusubok na lumikha ng mas malalakas na hydrogels ay gumamit ng isang proseso ng freeze-thaw upang makagawa ng mga kristal sa loob ng gel, na nagpapalabas ng tubig at tumutulong na hawakan ang mga polymer chain. Sa bagong pag-aaral, sa halip na i-freeze at lasaw ang hydrogel, ang mga mananaliksik ay gumamit ng heat treatment na tinatawag na annealing upang suyuin ang higit pang mga kristal upang mabuo sa loob ng polymer network.

Sa pamamagitan ng pagtaas ng nilalaman ng kristal, ang mga mananaliksik ay nakagawa ng isang gel na makatiis ng limang beses na mas maraming stress mula sa paghila at halos dalawang beses na mas maraming lamutak na may kaugnayan sa mga pamamaraan ng freeze-thaw. Ang pinahusay na lakas ng annealed gel ay nakatulong din sa paglutas ng pangalawang hamon sa disenyo: pag-secure nito sa magkasanib na bahagi at panatilihin itong manatili.

Ang cartilage ay bumubuo ng isang manipis na layer na sumasaklaw sa mga dulo ng mga buto upang hindi sila gumiling sa isa't isa. Ang mga nakaraang pag-aaral ay hindi nakapag-attach ng mga hydrogel nang direkta sa buto o cartilage na may sapat na lakas upang pigilan ang mga ito na kumalas o mag-slide. Kaya't ang pangkat ng Duke ay gumawa ng ibang diskarte.

Ang kanilang paraan ng attachment ay nagsasangkot ng pagsemento at pag-clamping ng hydrogel sa a titan base. Ito ay pagkatapos ay pinindot at iniangkla sa isang butas kung saan naroon ang nasirang kartilago. Ipinapakita ng mga pagsubok na ang disenyo ay nananatiling nakatali nang 68% na mas matatag kaysa sa natural na kartilago sa buto.

"Ang isa pang pag-aalala para sa mga implant ng tuhod ay ang pagsusuot sa paglipas ng panahon, ang parehong implant mismo at ang magkasalungat na kartilago," sabi ni Wiley.

'Isang dramatikong pagbabago sa paggamot'

Sinubukan ng iba pang mga mananaliksik na palitan ang nasirang kartilago ng mga implant ng tuhod na gawa sa metal o polyethylene, ngunit dahil ang mga materyales na ito ay mas matigas kaysa sa cartilage maaari silang masira sa ibang bahagi ng tuhod.

Sa mga pagsusulit sa pagsusuot, ang mga mananaliksik ay kumuha ng artipisyal na kartilago at natural na kartilago at pinaikot ang mga ito laban sa isa't isa ng isang milyong beses, na may presyon na katulad ng kung ano ang nararanasan ng tuhod habang naglalakad.

Gamit ang isang high-resolution na X-ray scanning technique na tinatawag na micro-computed tomography (micro-CT), nalaman ng mga siyentipiko na ang ibabaw ng kanilang lab-made na bersyon ay nagtataglay ng tatlong beses na mas mahusay kaysa sa tunay na bagay. Ngunit dahil ginagaya ng hydrogel ang makinis, madulas, malambot na katangian ng tunay na kartilago, pinoprotektahan nito ang iba pang magkasanib na ibabaw mula sa alitan habang dumudulas ang mga ito laban sa implant.

Ang natural na kartilago ay kapansin-pansing matibay na bagay. Ngunit sa sandaling nasira, ito ay may limitadong kakayahang magpagaling dahil wala itong anumang mga daluyan ng dugo, sabi ni Wiley.

Sa Estados Unidos, osteoarthritis ay dalawang beses na mas karaniwan ngayon kaysa noong nakaraang siglo. Ang operasyon ay isang opsyon kapag nabigo ang mga konserbatibong paggamot. Sa paglipas ng mga dekada, nakabuo ang mga surgeon ng ilang minimally invasive approach, gaya ng pagtanggal ng maluwag na cartilage, o paggawa ng mga butas upang pasiglahin ang bagong paglaki, o paglipat ng malusog na cartilage mula sa isang donor. Ngunit ang lahat ng mga pamamaraang ito ay nangangailangan ng mga buwan ng rehab, at ilang porsyento ng mga ito ang nabigo sa paglipas ng panahon.

Sa pangkalahatan ay itinuturing na isang huling paraan, ang kabuuang pagpapalit ng tuhod ay isang napatunayang paraan upang mapawi ang sakit. Ngunit ang mga artipisyal na kasukasuan ay hindi rin tumatagal magpakailanman. Lalo na para sa mga nakababatang pasyente na gustong umiwas sa malaking operasyon para sa isang device na kakailanganin lamang na palitan muli sa linya, sabi ni Wiley, "wala lang masyadong magandang opsyon doon."

"Sa tingin ko ito ay isang dramatikong pagbabago sa paggamot para sa mga tao sa yugtong ito," sabi ni Wiley.

Pinondohan ng Sparta Biomedical at ng Shared Materials Instrumentation Facility sa Duke University ang gawain. Sina Wiley at Gall ay mga shareholder sa Sparta Biomedical.

Source: Duke University


Mga Rekumendadong Libro: Kalusugan

Fresh Fruit CleanseFresh Fruit Cleanse: Detox, Mawalan ng Timbang at Ibalik ang Iyong Kalusugan sa Karamihan sa Masasarap na Pagkain ng Kalikasan [Paperback] ni Leanne Hall.
Mawalan ng timbang at pakiramdam nang masigla habang malinis ang iyong katawan ng mga toxin. Fresh Fruit Cleanse nag-aalok ng lahat ng kailangan mo para sa isang madaling at makapangyarihang detox, kabilang ang mga pang-araw-araw na programa, mga recipe ng bibig-pagtutubig, at payo para sa paglipat ng linisin.
I-click dito para sa karagdagang impormasyon at / o mag-order ng aklat na ito sa Amazon.

Lumago PagkainMabilis na Pagkain: 200 Plant-Based Recipe para sa Peak Health [Paperback] ni Brendan Brazier.
Pagbubuo sa pagbabawas ng pagkapagod, pagpapalakas ng kalusugan na pilosopiya ng nutrisyon na ipinakilala sa kanyang acclaimed vegan nutrition guide Maging maunlad, ang propesyonal na Ironman triathlete na si Brendan Brazier ngayon ay lumiliko ang kanyang pansin sa iyong dinner plate (breakfast mangkok at lunch tray too).
I-click dito para sa karagdagang impormasyon at / o mag-order ng aklat na ito sa Amazon.

Kamatayan ng Gamot ni Gary NullKamatayan ng Gamot ni Gary Null, Martin Feldman, Debora Rasio at Carolyn Dean
Ang medikal na kapaligiran ay naging isang labirint ng interlocking korporasyon, ospital, at mga board ng pamahalaan ng mga direktor, infiltrated ng mga kumpanya ng gamot. Ang pinaka-nakakalason na sangkap ay madalas na inaprubahan muna, habang ang mga milder at mas natural na mga alternatibo ay binabalewala dahil sa pinansiyal na mga dahilan. Ito ay kamatayan sa pamamagitan ng gamot.
I-click dito para sa karagdagang impormasyon at / o mag-order ng aklat na ito sa Amazon.


Higit pang mga Artikulo Sa pamamagitan ng Author na ito

Mayo Mo Bang Gayundin

sundin ang InnerSelf sa

facebook icontwitter iconicon youtubeicon ng instagramicon ng pintresticon ng rss

 Kumuha ng Pinakabagong Sa pamamagitan ng Email

Lingguhang Magazine Daily Inspiration

MAAARING WIKA

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

MOST READ

pagkalat ng sakit sa bahay 11 26
Bakit Naging Mga Hotspot ng COVID ang Ating Mga Tahanan
by Becky Tunstall
Habang ang pananatili sa bahay ay naprotektahan ang marami sa amin mula sa pagkahawa ng COVID sa trabaho, sa paaralan, sa mga tindahan o…
sudden infanant death syndrum 11 17
Paano Protektahan ang Iyong Sanggol Mula sa Sudden Infant Death Syndrome
by Rachel Moon
Bawat taon, humigit-kumulang 3,400 US na sanggol ang namamatay nang biglaan at hindi inaasahan habang natutulog, ayon sa…
Kung Paano Ipinapaalam ng Kultura Ang Mga Damdamin Mo Sa Musika
Kung Paano Ipinapaalam ng Kultura Ang Mga Damdamin Mo Sa Musika
by George Athanasopoulos at Imre Lahdelma
Nagsagawa ako ng pananaliksik sa mga lokasyon tulad ng Papua New Guinea, Japan at Greece. Ang totoo ay…
pagdadalamhati para sa alagang hayop 11 26
Paano Makakatulong sa Pighati sa Pagkawala ng Isang Minamahal na Alagang Hayop ng Pamilya
by Melissa Starling
Tatlong linggo na ang nakalipas mula nang mawala sa amin ng aking kapareha ang aming pinakamamahal na 14.5 taong gulang na aso, si Kivi Tarro. ito ay…
isang lalaki at babae sa isang kayak
Ang pagiging nasa Daloy ng Iyong Misyon ng Kaluluwa at Layunin ng Buhay
by Kathryn Hudson
Kapag inilalayo tayo ng ating mga pagpipilian sa misyon ng ating kaluluwa, may nagdurusa sa loob natin. Walang lohika…
isang taong nakabukaka ang mga braso na nakaharap sa pagsikat ng araw
Shamanic Teachings of Gratitude kasama si don Alberto Taxo
by Don Alberto Taxo
Alalahanin ang Dakilang Espiritu sa bawat sandali ng bawat araw, at isang paraan upang gawin ito ay may pasasalamat.
puting kuwago
Ang Simbolikong Kahulugan ng Mga Hayop sa Ating Panaginip
by Erika Buenaflor, MA, JD
Maaaring pumasok ang isang gabay ng espiritu ng hayop sa pamamagitan ng ating mga panaginip at makipag-usap sa atin sa pamamagitan ng mga simbolo. Upang…
batang nakikinig na matamang nakasuot ng headset
Bakit Pinapakanta ng Ilang Uri ng Musika ang Ating Utak
by Guilhem Marion
Kung may nagbigay sa iyo ng hindi kilalang melody at bigla itong itinigil, maaari mong kantahin ang...

New Attitudes - New Possibilities

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Karapatang magpalathala © 1985 - 2021 InnerSelf Lathalain. Lahat ng Mga Karapatan.