Лечение боли в спине, вызванной повреждениями межпозвоночных дисков, часто требует хирургических вмешательств, заключающихся в замене поврежденного диска пластиковым или металлическим имплантатом или его удалении с последующим жестким соединением позвонков. Новый имплантат, представляющий собой засеянный живыми клетками каркас, поможет избавиться от боли в спине без неприятных побочных эффектов, сопровождающих традиционные хирургические методы.
Покрытые плотной волокнистой оболочкой, но мягкие и эластичные внутри, межпозвоночные диски обеспечивают сгибание и скручивание позвоночника, одновременно удерживая позвонки на местах. Они также выступают в роли амортизаторов, защищающих позвонки от повреждений. Износ межпозвоночных дисков приводит к неравномерному распределению давления вдоль позвоночника. При этом даже незначительные движения могут приводить к весьма болезненному натяжению или защемлению нервов. Если упражнения и физиотерапия не приносят облегчения, врачам приходится прибегать к хирургическим вмешательствам.
Практикуемое при этом сращивание позвонков не только значительно ограничивает подвижность позвоночника, но и увеличивает износ соседних межпозвоночных дисков. Существующие имплантаты лишены этих недостатков, но они также далеки от совершенства, так как не обеспечивают позвонкам должную амортизацию.
Исследователи из медицинского университета Южной Каролины создали прототип имплантата, которой в будущем поможет решить все эти проблемы. Для этого они смоделировали сложную внутреннюю структуру межпозвоночного диска на компьютере и воспроизвели ее путем выдавливания растворенного полиуретана через тонкий наконечник стеклянной пипетки на постоянно охлаждаемую до −4°C платформу. Мгновенное охлаждение слоев быстро застывающего при низкой температуре полиуретана позволило им получить требуемую структуру. После этого, для проверки способности получившегося каркаса поддерживать рост клеток, они засеяли его клетками коровы. В течение 19 дней клетки полностью заселили каркас и распределились по его объему, полностью повторяя структуру настоящего межпозвоночного диска.
В ближайшем будущем разработчики планируют протестировать имплантаты на животных моделях. Однако, по словам специалистов, несмотря на то, что им удалось добиться наиболее выраженного сходства с внутренней микроструктурой межпозвоночного диска, несколько альтернативных подходов к лечению боли в спине уже на пороге клинических испытаний или находятся на более поздних этапах разработки.
Главные темы