Chrząstka stawowa do wymiany? Niekoniecznie! Powstała niesamowita alternatywa

Ból kolana dotyka ludzi w każdym wieku. Teraz powstała syntetyczna chrząstka, który może pomóc wielu z nich wrócić do pełnej sprawności – bez operacji chirurgicznej.
Czy można coś poradzić na zużycie chrząstek kolanowych? Powstaje obiecująca alternatywa tradycyjnych przeszczepów
Czy można coś poradzić na zużycie chrząstek kolanowych? Powstaje obiecująca alternatywa tradycyjnych przeszczepów

Ból kolana często jest wynikiem postępującego choroby zwyrodnieniowej stawów, na którą cierpi 867 mln ludzi na świecie. Jest to konsekwencja postępującego zużycia chrząstki stawowej, którą zazwyczaj trzeba wymienić. Wkrótce może pojawić się alternatywna forma leczenia pozwalająca błyskawicznie stanąć pacjentom na nogi – i zapomnieć o bólu.

Czytaj też: Żegnaj, silikonie. Nadchodzą implanty piersi z drukarki 3D

Zespół uczonych z Duke University stworzył pierwszy na świecie substytut chrząstki na bazie żelu. Jego testy na ludziach mogą rozpocząć się już w przyszłym roku. Szczegóły można przeczytać w czasopiśmie Advanced Functional Materials.

Chrząstka wymyślona na nowo

Wstępne testy substytutu chrząstki opracowanego na Duke University wykazały, że materiał wykonany z polimerów pochłaniających wodę może być ściskany i ciągnięty z większą siłą niż naturalna chrząstka. Jest przy tym trzy razy bardziej odporny na zużycie.

Prof. Benjamin Wiley z Duke University mówi:

Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, badania kliniczne powinny rozpocząć się już w kwietniu 2023 roku.

Do stworzenia innowacyjnego materiału, naukowcy wykorzystali cienkie arkusze włókien celulozowych nasączonych alkoholem poliwinylowym – lepkim płynem składającym się z nitkowatych łańcuchów powtarzających się cząsteczek. Tak powstała substancja przypominająca żel.

Hydrożelowy implant stworzony przez uczonych z Duke University /Fot. Benjamin Wiley

Prof. Wiley dodaje:

Włókna celulozowe działają jak włókna kolagenowe w naturalnej chrząstce – dają żelowi siłę przy rozciąganiu. Alkohol poliwinylowy pomaga mu powrócić do pierwotnego kształtu. W rezultacie otrzymujemy materiał przypominający galaretkę, w 60% wodny, który jest elastyczny, a jednocześnie zaskakująco mocny.

W przeszłości badacze próbujący tworzyć mocniejsze hydrożele stosowali proces zamrażania i rozmrażania, aby wytworzyć kryształy wewnątrz żelu, które wypychają wodę i pomagają utrzymać łańcuchy polimerowe razem. Teraz naukowcy zastosowali obróbkę cieplną zwaną wyżarzaniem, aby zmusić jeszcze więcej kryształów do utworzenia się w sieci polimerowej. Stworzony w ten sposób żel jest w stanie wytrzymać naprężenia pięć razy większe związane z ciągnięciem i prawie dwa razy większe ściskanie w porównaniu z tradycyjnymi metodami.

Czytaj też: Specjalny implant złagodzi ból bez udziału leków. Oto odpowiedź na epidemię opioidową

W testach zużycia, badacze porównali sztuczną i naturalną chrząstkę, które obracali je względem siebie milion razy, z naciskiem podobnym do tego, jakiego kolano doświadcza podczas chodzenia. Wykorzystując tomografię mikrokomputerową (micro-CT), potwierdzono, że syntetyczna chrząstka była trzy razy bardziej odporna od naturalnej. Ponieważ hydrożel naśladuje gładką, śliską i miękką naturę prawdziwej chrząstki, chroni on inne powierzchnie stawowe przed tarciem, gdy ślizgają się one o implant.