Το Eucomis autumnalis είναι κάτι περισσότερο από ένα φυτό - θα μπορούσε να παίξει ρόλο στη βιοϊατρική μηχανική. Gurcharan Singh / Shutterstock

Υπήρξε αύξηση των τεχνικών βιοϊατρικής μηχανικής τα τελευταία χρόνια που μπορούν να αποκαταστήσουν χαμένους ιστούς και οστά. Αν έχετε συντριβεί, για παράδειγμα, υπάρχουν τρόποι αποκατάστασης ή επισκευής του χαμένου μέρους του σώματος ή των κατεστραμμένων ιστών. Μερικές φορές οι ασθενείς θα υποβληθούν σε χειρουργική ανακατασκευή. μερικές φορές θα είναι εξοπλισμένα με ιατροτεχνολογικά προϊόντα, όπως πλάκες στα γόνατα ή τους γοφούς τους.

Αλλά αυτές οι προσεγγίσεις έχουν περιορισμούς. Το ένα είναι ότι μια χαλύβδινη πλάκα δεν μπορεί πραγματικά να μιμείται τις λειτουργίες των χαλασμένων ιστών ή των χαμένων οστών, έτσι μπορείτε να χάσετε την κινητικότητα και την ευελιξία. Ένα άλλο είναι ότι αυτές οι τεχνικές συχνά περιλαμβάνουν πολλαπλές επώδυνες επεμβάσεις και μακρά παραμονή στο νοσοκομείο. Αυτό δεν κοστίζει μόνο τον μεμονωμένο ασθενή πολύ χρόνο και χρήμα. τοποθετεί επίσης ένα βάρος σε μια χώρα σύστημα υγείας και την οικονομία του.

Υπάρχει μια εναλλακτική λύση: μηχανική ιστών και αναγεννητική ιατρική. Αυτή η διαδικασία ξεκίνησε πριν από περίπου τρεις δεκαετίες και συχνά βασίζεται σε υπάρχοντα ευρήματα για να δοκιμάσει νέες προσεγγίσεις. Στόχος του είναι να επανενεργοποιήσει τις βιολογικές διαδικασίες για να σχηματίσει προϊόντα που μπορούν να βοηθήσουν στην αναγέννηση των οστών και την απώλεια ιστού που προκαλείται από τραύμα.

Είμαστε μεταξύ των ερευνητών που εργάζονται σε αυτόν τον τομέα. Πιστεύουμε ότι τα φαρμακευτικά φυτά μπορεί να έχουν τουλάχιστον μερικές από τις απαντήσεις στους περιορισμούς που περιγράφονται παραπάνω. Μελετήσαμε δύο φυτά που χρησιμοποιούνται συνήθως από τους νοτιοαφρικανούς παραδοσιακούς θεραπευτές και βοτανολόγους για τη θεραπεία των καταγμάτων των οστών και την ανακούφιση του πόνου που προκαλείται από την οστεοαρθρίτιδα.

Οι σπουδές μας είχαν θετικά αποτελέσματα στο εργαστήριο. Αυτό υποδηλώνει ότι οι ενώσεις που προέρχονται από αυτά τα φαρμακευτικά φυτά θα μπορούσαν να προσφέρουν έναν πολύτιμο τρόπο για την υποστήριξη της αναγέννησης των οστών και της απώλειας ιστού σε άτομα που έχουν υποστεί τραύμα.

Πώς λειτουργεί

Η μηχανική ιστών και η αναγεννητική ιατρική βασίζονται σε τρεις βασικές απαιτήσεις που συνεργάζονται: σήματα από ιστούς και όργανα του σώματος, βλαστικά κύτταρα που ανταποκρίνονται και ικριώματα.

Σκαλωσιές είναι υλικά που λειτουργούν με βιολογικά συστήματα για την αξιολόγηση, θεραπεία, αύξηση ή αντικατάσταση οποιωνδήποτε ιστών ή λειτουργιών του σώματος, όπως ώριμα βλαστικά κύτταρα οστών, χόνδρος, δερματικά κύτταρα και εγκεφαλικά κύτταρα και νευρώνες.

Αυτά τα ικριώματα προορίζονται να επιδιορθώσουν ή να τροποποιήσουν τη συμπεριφορά της κυτταρικής φάσης - δηλαδή, πώς αντιδρούν τα κύτταρα κατά τη διάρκεια των διαδικασιών ανάπτυξης, όπως η διαμόρφωση του σχήματος. Τα ικριώματα χρησιμεύουν επίσης ως πρότυπα, καθοδηγώντας την ανάπτυξη νέων ιστών δείχνοντάς τους την κατάλληλη διαδρομή για να ακολουθήσουν και διασφαλίζοντας ότι τα κύτταρα λαμβάνουν τα θρεπτικά συστατικά που χρειάζονται. Αλλά τα περισσότερα βιοϋλικά ικριωμάτων που χρησιμοποιούνται σε κλινικές ρυθμίσεις δεν σημειώνουν όλα αυτά τα κουτιά.

Γι 'αυτό οι ερευνητές αναζητούν εναλλακτικές λύσεις. Και εδώ μπαίνουν φαρμακευτικά φυτά.

Υποσχόμενα φυτά

Τα φαρμακευτικά φυτά έχουν παίξει εδώ και πολύ καιρό αναπόσπαστο ρόλο σε πολλούς πολιτισμούς. Ο ρόλος τους στις κατασκευές μηχανικής ιστών παραμένει σε μεγάλο βαθμό ανεξερεύνητος. Ωστόσο, δεδομένου ότι τα φαρμακευτικά φυτά έχουν αξία την επούλωση των πληγών, φαρμακευτικά προϊόντα και τη γήρανση της θεραπείας, είναι λογικό ότι θα μπορούσαν να είναι χρήσιμα και στον τομέα μας.

Διενεργήσαμε την έρευνά μας στο τμήμα βιοϊατρικών επιστημών του Tshwane University of Technology στη Νότια Αφρική. Η χώρα είναι σπίτι στο ένα δέκατο όλων των ειδών φυτών στον κόσμο - δηλαδή 25 γνωστά είδη φυτών. Εστιάσαμε σε δύο: Eucomis fallalis, συνήθως ονομάζεται ανανά Lily, και Pterocarpus angolensisή άγρια ​​teak.

Το γένος Eucomis fallalis έχει χρησιμοποιηθεί για να θεραπεύσει τα κατάγματα για αιώνες. Σήμερα χρησιμοποιείται συχνά ως φυτικό φάρμακο για μετεγχειρητική ανάρρωση και την επούλωση των πληγών. Pterocarpus angolensis, Εν τω μεταξύ,, προωθεί το σχηματισμό χόνδρου και ρυθμίζει το κολλαγόνο, το οποίο είναι μια ουσία πλούσια σε ανθρώπινα οστά και χόνδρους.

Συνδυάσαμε αυτά τα φυτά με ικριώματα και λιπώδη κύτταρα χοίρου. Βρήκαμε ότι τα δύο φυτά που είχαμε εντοπίσει για εργαστηριακό έλεγχο ενεργοποίησαν κύτταρα του σώματος και βελτιωμένο σχηματισμό οστών. Έκαναν επίσης καλύτερη δουλειά των ικριωμάτων όταν συνδυάστηκαν με σχετικά σήματα και βλαστικά κύτταρα. Και ήταν καλοί στην επούλωση πληγών in vitro - δηλαδή στο εργαστήριο.

Το επόμενο βήμα μας είναι να συνεχίσουμε τη δουλειά μας σε ζωικά μοντέλα και σε πολλά άλλα φαρμακευτικά φυτά με παρόμοιες ιδιότητες με αυτές που χρησιμοποιήσαμε.

Ο δρόμος μπροστά

Αυτά είναι συναρπαστικά ευρήματα, επειδή προτείνουν ότι η ενσωμάτωση φαρμακευτικών φυτών με τις σχετικές ιδιότητες στη βιοϊατρική μηχανική θα μπορούσε να είναι ένας καλός τρόπος για την αντιμετώπιση των περιορισμών των τρεχουσών προσεγγίσεων.

Πρώτον, η χρήση φαρμακευτικών φυτών θα μπορούσε να μειώσει το κόστος της θεραπείας επειδή είναι οικονομικό και εύκολα προσβάσιμο. Δεύτερον, θα μπορούσε να διασφαλίσει ότι οι ασθενείς δεν χρειάζεται να περάσουν όσο καιρό στο νοσοκομείο μετά από μια διαδικασία λόγω της επιτάχυνσης του σχηματισμού οστών και της ενεργοποίησης των κυττάρων και υπάρχει ένα πρόσθετο όφελος σε αυτή τη γραμμή έρευνας: μια οικονομική άνθηση για τη Νότια Αφρική.

Η αξία του βιοϊατρικού ικριώματος προβλέπεται να φτάσει $ 1.5 δισ. έως το 2024. Εάν κάποια από τα φαρμακευτικά φυτά της Νότιας Αφρικής βρεθεί ότι υποστηρίζουν τεχνικές οστικής και ιστικής και αναγέννησης, η χώρα θα μπορούσε να καλύψει τουλάχιστον ένα μέρος της παγκόσμιας αγοράς βιοϋλικών.

Σχετικά με τους Συγγραφείς

Franca Nneka Alaribe, Μεταδιδακτορικός Ερευνητής στο Τμήμα Βιοϊατρικής Επιστήμης, Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Tshwane και Keolebogile Shirley Motaung, καθηγητής μηχανικής ιστών, Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Tshwane

Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.