Ο εργαστηριακός χόνδρος γονάτων νικάει το πραγματικό

αντικατάσταση χόνδρου γόνατος 8 16
Ένας νέος εργαστηριακός χόνδρος γονάτων είναι 26% ισχυρότερος από τον φυσικό χόνδρο σε τάση, κάτι σαν να αιωρούνται επτά πιάνα με ουρά από ένα μπρελόκ και 66% ισχυρότερος σε συμπίεση—πράγμα που θα ήταν σαν να σταθμεύετε ένα αυτοκίνητο σε γραμματόσημο. (Πίστωση: Daniel Thiele/Unsplash)

Ένα νέο υποκατάστατο χόνδρου γόνατος με βάση το gel είναι ισχυρότερο και πιο ανθεκτικό από το πραγματικό, σύμφωνα με μια νέα μελέτη.

Μη συνταγογραφούμενα αναλγητικά, φυσικοθεραπεία, ενέσεις στεροειδών—μερικοί άνθρωποι τα έχουν δοκιμάσει όλα και εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν τον πόνο στο γόνατο.

Συχνά ο πόνος στο γόνατο προέρχεται από την προοδευτική φθορά του χόνδρος αρθρώσεων γνωστή ως οστεοαρθρίτιδα, η οποία επηρεάζει σχεδόν έναν στους έξι ενήλικες—867 εκατομμύρια ανθρώπους—σε όλο τον κόσμο. Για όσους θέλουν να αποφύγουν την αντικατάσταση ολόκληρης της άρθρωσης του γόνατος, ο νέος χόνδρος θα μπορούσε σύντομα να βοηθήσει τους ασθενείς να σταθούν ξανά στα πόδια τους γρήγορα, χωρίς πόνο και να παραμείνουν έτσι.

Όπως αναφέρεται στο περιοδικό Προηγμένα λειτουργικά υλικά, οι μηχανικές δοκιμές αποκαλύπτουν ότι η υδρογέλη - ένα υλικό κατασκευασμένο από πολυμερή που απορροφούν το νερό - μπορεί να πιεστεί και να τραβηχτεί με περισσότερη δύναμη από τον φυσικό χόνδρο και είναι τρεις φορές πιο ανθεκτικό στη φθορά.

Εμφυτεύματα κατασκευασμένα από το υλικό αναπτύσσονται επί του παρόντος από τη Sparta Biomedical και δοκιμάζονται σε πρόβατα. Οι ερευνητές ετοιμάζονται να ξεκινήσουν κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους το επόμενο έτος.

«Εάν όλα πάνε σύμφωνα με το σχέδιο, η κλινική δοκιμή θα πρέπει να ξεκινήσει τον Απρίλιο του 2023», λέει ο Benjamin Wiley, καθηγητής χημείας στο Πανεπιστήμιο Duke που ηγήθηκε της έρευνας μαζί με τον Ken Gall, καθηγητή μηχανολογίας και επιστήμης υλικών.

Φυσικός χόνδρος γόνατος

Για να φτιάξει αυτό το υλικό, η ομάδα πήρε λεπτά φύλλα ινών κυτταρίνης και τα έγχυσε με ένα πολυμερές που ονομάζεται πολυβινυλική αλκοόλη - ένα παχύρρευστο λίπος που αποτελείται από σχοινές αλυσίδες επαναλαμβανόμενων μορίων - για να σχηματίσει μια γέλη.

Οι ίνες κυτταρίνης δρουν όπως το ίνες κολλαγόνου στον φυσικό χόνδρο, λέει ο Wiley - δίνουν δύναμη στο τζελ όταν τεντώνονται. Η πολυβινυλική αλκοόλη το βοηθά να επανέλθει στο αρχικό του σχήμα. Το αποτέλεσμα είναι ένα υλικό που μοιάζει με Jello, 60% νερό, το οποίο είναι εύκαμπτο αλλά εκπληκτικά ισχυρό.

Ο φυσικός χόνδρος μπορεί να αντέξει 5,800 έως 8,500 λίβρες ανά ίντσα έλξης και στρίμωξης, αντίστοιχα, πριν φτάσει στο σημείο θραύσης του. Η εργαστηριακή έκδοση είναι η πρώτη υδρογέλη που μπορεί να χειριστεί ακόμα περισσότερα. Είναι 26% ισχυρότερο από τον φυσικό χόνδρο σε τάση, κάτι σαν να αιωρούνται επτά πιάνα με ουρά από ένα μπρελόκ, και 66% ισχυρότερο σε συμπίεση — κάτι που θα ήταν σαν να παρκάρεις ένα αυτοκίνητο σε γραμματόσημο.


 Λάβετε τα πιο πρόσφατα μέσω email

Εβδομαδιαίο περιοδικό Καθημερινή έμπνευση

"Είναι πραγματικά εκτός διαγραμμάτων όσον αφορά την αντοχή υδρογέλης", λέει ο Wiley.

Η ομάδα έχει ήδη φτιάξει υδρογέλες με αξιόλογες ιδιότητες. Το 2020, ανέφεραν ότι δημιούργησαν την πρώτη υδρογέλη αρκετά δυνατό για τα γόνατα, που αισθάνονται τη δύναμη δύο έως τριπλάσιου του σωματικού βάρους σε κάθε βήμα.

Ωστόσο, η πρακτική χρήση του τζελ ως αντικατάσταση χόνδρου παρουσίασε πρόσθετες σχεδιαστικές προκλήσεις. Το ένα πέτυχε τα ανώτερα όρια αντοχής του χόνδρου. Δραστηριότητες όπως το άλμα, το πηδάλιο ή το ανέβασμα σκαλοπατιών ασκούν πίεση περίπου 10 Megapascal στον χόνδρο στο γόνατο ή περίπου 1,400 λίβρες ανά τετραγωνική ίντσα. Αλλά ο ιστός μπορεί να χρειαστεί έως και τέσσερις φορές περισσότερο πριν σπάσει. «Ξέραμε ότι υπήρχε περιθώριο βελτίωσης», λέει ο Wiley.

Τα εμφυτεύματα γόνατος δεν διαρκούν για πάντα

Στο παρελθόν, οι ερευνητές που προσπαθούσαν να δημιουργήσουν ισχυρότερες υδρογέλες χρησιμοποιούσαν μια διαδικασία ψύξης-απόψυξης για να παράγουν κρυστάλλους μέσα στο πήκτωμα, οι οποίοι διώχνουν το νερό και βοηθούν στη συγκράτηση των πολυμερών αλυσίδων μαζί. Στη νέα μελέτη, αντί να παγώσουν και να ξεπαγώσουν την υδρογέλη, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια θερμική επεξεργασία που ονομάζεται ανόπτηση για να εξαναγκάσουν ακόμη περισσότερους κρυστάλλους να σχηματιστούν μέσα στο δίκτυο πολυμερών.

Αυξάνοντας την περιεκτικότητα σε κρύσταλλο, οι ερευνητές μπόρεσαν να παράγουν ένα τζελ που μπορεί να αντέξει πέντε φορές περισσότερη πίεση από το τράβηγμα και σχεδόν διπλάσια πίεση σε σχέση με τις μεθόδους κατάψυξης-απόψυξης. Η βελτιωμένη αντοχή του ανοπτημένου τζελ βοήθησε επίσης στην επίλυση μιας δεύτερης σχεδιαστικής πρόκλησης: ασφάλισή του στην άρθρωση και κράτησή του.

Ο χόνδρος σχηματίζει ένα λεπτό στρώμα που καλύπτει τις άκρες των οστών, ώστε να μην τρίβονται μεταξύ τους. Προηγούμενες μελέτες δεν κατάφεραν να συνδέσουν υδρογέλες απευθείας στα οστά ή τους χόνδρους με επαρκή αντοχή ώστε να μην σπάσουν ή γλιστρήσουν. Έτσι, η ομάδα του Duke κατέληξε σε μια διαφορετική προσέγγιση.

Η μέθοδος προσκόλλησής τους περιλαμβάνει την τσιμεντοποίηση και τη σύσφιξη της υδρογέλης σε α τιτάνιο βάση. Στη συνέχεια πιέζεται και αγκυρώνεται σε μια τρύπα όπου ήταν ο κατεστραμμένος χόνδρος. Οι δοκιμές δείχνουν ότι το σχέδιο παραμένει στερεωμένο 68% πιο σταθερά από τον φυσικό χόνδρο στα οστά.

«Μια άλλη ανησυχία για τα εμφυτεύματα γόνατος είναι η φθορά με την πάροδο του χρόνου, τόσο του ίδιου του εμφυτεύματος όσο και του αντίθετου χόνδρου», λέει ο Wiley.

«Μια δραματική αλλαγή στη θεραπεία»

Άλλοι ερευνητές προσπάθησαν να αντικαταστήσουν τον κατεστραμμένο χόνδρο με εμφυτεύματα γονάτων κατασκευασμένα από μέταλλο ή πολυαιθυλένιο, αλλά επειδή αυτά τα υλικά είναι πιο άκαμπτα από τον χόνδρο, μπορούν να σπάσουν σε άλλα μέρη του γόνατος.

Σε δοκιμές φθοράς, οι ερευνητές πήραν τεχνητό χόνδρο και φυσικό χόνδρο και τους στριφογύρισαν μεταξύ τους ένα εκατομμύριο φορές, με πίεση παρόμοια με αυτή που βιώνει το γόνατο κατά το περπάτημα.

Χρησιμοποιώντας μια τεχνική σάρωσης ακτίνων Χ υψηλής ανάλυσης που ονομάζεται μικρο-υπολογιστική τομογραφία (micro-CT), οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι η επιφάνεια της εργαστηριακής εκδοχής τους κρατούσε τρεις φορές καλύτερα από την πραγματική. Ωστόσο, επειδή η υδρογέλη μιμείται την λεία, ολισθηρή, μαξιλαρική φύση του πραγματικού χόνδρου, προστατεύει άλλες επιφάνειες των αρθρώσεων από την τριβή καθώς γλιστρούν πάνω στο εμφύτευμα.

Ο φυσικός χόνδρος είναι εξαιρετικά ανθεκτικό υλικό. Αλλά μόλις υποστεί βλάβη, έχει περιορισμένη ικανότητα επούλωσης επειδή δεν έχει αιμοφόρα αγγεία, λέει ο Wiley.

Στις Ηνωμένες Πολιτείες, οστεοαρθρίτιδα είναι δύο φορές πιο συνηθισμένο σήμερα από ό,τι πριν από έναν αιώνα. Η χειρουργική επέμβαση είναι μια επιλογή όταν οι συντηρητικές θεραπείες αποτύχουν. Κατά τη διάρκεια των δεκαετιών, οι χειρουργοί έχουν αναπτύξει μια σειρά από ελάχιστα επεμβατικές προσεγγίσεις, όπως η αφαίρεση χαλαρού χόνδρου ή η δημιουργία οπών για την τόνωση της νέας ανάπτυξης ή η μεταμόσχευση υγιούς χόνδρου από έναν δότη. Όμως όλες αυτές οι μέθοδοι απαιτούν μήνες αποκατάστασης και κάποιο ποσοστό τους αποτυγχάνει με την πάροδο του χρόνου.

Γενικά θεωρείται ως έσχατη λύση, η ολική αρθροπλαστική γόνατος είναι ένας αποδεδειγμένος τρόπος για την ανακούφιση του πόνου. Αλλά και οι τεχνητές αρθρώσεις δεν διαρκούν για πάντα. Ιδιαίτερα για τους νεότερους ασθενείς που θέλουν να αποφύγουν σοβαρές χειρουργικές επεμβάσεις για μια συσκευή που θα χρειαστεί μόνο να αντικατασταθεί ξανά στη γραμμή, λέει ο Wiley, «απλώς δεν υπάρχουν πολύ καλές επιλογές εκεί έξω».

«Νομίζω ότι αυτή θα είναι μια δραματική αλλαγή στη θεραπεία για τους ανθρώπους σε αυτό το στάδιο», λέει ο Wiley.

Η Sparta Biomedical και το Shared Materials Instrumentation Facility στο Πανεπιστήμιο Duke χρηματοδότησαν το έργο. Οι Wiley και Gall είναι μέτοχοι της Sparta Biomedical.

πηγή: Duke University


Προτεινόμενα βιβλία: Υγεία

Καθαρισμός νωπών φρούτωνΚαθαρισμός νωπών φρούτων: Αποτοξίνωση, χάστε βάρος και αποκαταστήστε την υγεία σας με τα πιο νόστιμα φαγητά της φύσης [Χαρτόδετο] από την Leanne Hall.
Χάστε βάρος και αισθανθείτε έντονα υγιής ενώ καθαρίζετε το σώμα σας από τοξίνες. Καθαρισμός νωπών φρούτων προσφέρει όλα όσα χρειάζεστε για μια εύκολη και ισχυρή αποτοξίνωση, συμπεριλαμβανομένων καθημερινών προγραμμάτων, λαχταριστών συνταγών και συμβουλών για τη μετάβαση από τον καθαρισμό.
Κάντε κλικ εδώ για περισσότερες πληροφορίες ή / και για να παραγγείλετε αυτό το βιβλίο στο Amazon.

Ευδοκιμάστε τα τρόφιμαThrive Foods: 200 φυτικές συνταγές για Peak Health [Paperback] από τον Brendan Brazier.
Βασιζόμενοι στη διατροφική φιλοσοφία που μειώνει το άγχος και ενισχύει την υγεία που παρουσιάζεται στον αναγνωρισμένο οδηγό διατροφής vegan Ευδοκιμούν, ο επαγγελματίας Ironman triathlete Brendan Brazier στρέφει τώρα την προσοχή του στο δείπνο σας (μπολ πρωινού και δίσκος μεσημεριανού).
Κάντε κλικ εδώ για περισσότερες πληροφορίες ή / και για να παραγγείλετε αυτό το βιβλίο στο Amazon.

Death by Medicine από τον Gary NullDeath by Medicine από τους Gary Null, Martin Feldman, Debora Rasio και Carolyn Dean
Το ιατρικό περιβάλλον έχει γίνει ένας λαβύρινθος αλληλοσυνδεόμενων εταιρικών, νοσοκομείων και κυβερνητικών διοικητικών συμβουλίων, που διεισδύονται από τις φαρμακευτικές εταιρείες. Οι πιο τοξικές ουσίες εγκρίνονται συχνά πρώτα, ενώ οι ήπιες και πιο φυσικές εναλλακτικές λύσεις αγνοούνται για οικονομικούς λόγους. Είναι θάνατος με φάρμακα.
Κάντε κλικ εδώ για περισσότερες πληροφορίες ή / και για να παραγγείλετε αυτό το βιβλίο στο Amazon.


Περισσότερα άρθρα από αυτόν τον συντάκτη

Μπορεί να σου αρέσει επίσης

ακολουθήστε το InnerSelf

εικονίδιο facebookicon twittericon youtubeεικονίδιο instagramεικονίδιο πινέλουεικονίδιο rss

 Λάβετε τα πιο πρόσφατα μέσω email

Εβδομαδιαίο περιοδικό Καθημερινή έμπνευση

ΔΙΑΘΕΣΙΜΕΣ ΓΛΩΣΣΕΣ

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ ΑΡΘΡΑ

Διαβάστε περισσότερα

θάνατος από τη ρύπανση 11 11
Η ατμοσφαιρική ρύπανση μπορεί να προκαλέσει πολύ περισσότερους θανάτους από όσο νομίζαμε
by Κάθριν Γκόμπαι
Για να καταλήξουν σε αυτό το συμπέρασμα, οι ερευνητές συνδύασαν δεδομένα υγείας και θνησιμότητας για επτά εκατομμύρια…
μαγεία και Αμερική 11 15
Τι μας λέει ο ελληνικός μύθος για τη σύγχρονη μαγεία
by Τζόελ Κρίστενσεν
Το να ζεις στη Βόρεια Ακτή στη Βοστώνη το φθινόπωρο φέρνει το υπέροχο γύρισμα των φύλλων και…
άνθρωποι πιασμένοι χέρι χέρι
7 τρόποι για να αλλάξουμε τον κόσμο και τις κοινότητές μας
by Cormac Russell και John McKnight
Εκτός από τη σύνδεση για γειτονιά, ποιες άλλες λειτουργίες αναλαμβάνουν οι ζωντανές γειτονιές;…
καθιστώντας τις επιχειρήσεις υπόλογες 11 14
Πώς οι Επιχειρήσεις μπορούν να κάνουν την ομιλία για κοινωνικές και οικονομικές προκλήσεις
by Simon Pek και Sébastien Mena
Οι επιχειρήσεις αντιμετωπίζουν αυξανόμενες πιέσεις για την αντιμετώπιση κοινωνικών και περιβαλλοντικών προκλήσεων όπως…
νεαρή γυναίκα ή κορίτσι που στέκεται ενάντια σε έναν τοίχο γκράφιτι
Η σύμπτωση ως άσκηση για το μυαλό
by Bernard Beitman, MD
Το να δίνεις μεγάλη προσοχή στις συμπτώσεις ασκεί το μυαλό. Η άσκηση ωφελεί το μυαλό όπως…
καμάρες που αντανακλώνται στο νερό
Εγωισμός σε ένα μοναστήρι: Μαθήματα ηγεσίας από έναν μοναχό και τον αδελφό του
by David C. Bentall
«Λίγο αφότου παντρεύτηκε ο αδερφός μου, μου τηλεφώνησε για να ζητήσει συγγνώμη. Μου είπε ότι δεν είχε συνειδητοποιήσει πώς…
τι θέλουν οι νέοι 11 10
Τι πρέπει να κάνω για όλα αυτά τα πραγματικά άσχημα κλιματικά πράγματα;
by Η Phoebe Quinn και η Katitza Marinkovic Chavez
Πολλοί νέοι αισθάνονται ανήσυχοι, ανίσχυροι, λυπημένοι και θυμωμένοι για την κλιματική αλλαγή. Αν και υπάρχουν…
η αποτυχία οδηγεί στην επιτυχία 11 9
Πώς η πρόωρη αποτυχία μπορεί να οδηγήσει στην επιτυχία αργότερα
by Στίβεν Λάνγκστον
Η αποτυχία στην αρχή της καριέρας μας μπορεί να μας κάνει να αναρωτηθούμε εάν βρισκόμαστε στο σωστό δρόμο. Μπορούμε να δούμε…

Νέες στάσεις - Νέες δυνατότητες

Innerself.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Αγορά InnerSelf
Πνευματικά δικαιώματα © 1985 - 2021 Εκδόσεις InnerSelf. Ολα τα δικαιώματα διατηρούνται.