Nowa terapia wykorzystująca nanomateriały w leczeniu nerwów
Leczenie ran Newsy Nowe technologie Obok slidera

Nowa terapia wykorzystująca nanomateriały w leczeniu uszkodzonych nerwów

Naukowcy z Max Planck Institute for Polymer Research i Institute of Physiological Chemistry na University of Ulm opracowali innowacyjny biomateriał, który może wspomagać naturalne mechanizmy ciała odpowiadające za procesy zdrowienia, w tym za gojenie trudnych urazów.

Przy większych urazach może dojść do uszkodzenia nerwów

W przypadku niewielkich obrażeń, takich jak skaleczenia lub otarcia, na ranę wystarczy założyć zabezpieczenie w postaci bandaża bądź plastra – resztą zajmują się własne komórki ciała. Jednak w przypadku większych uszkodzeń skóry i tkanek proces gojenia staje się nieco trudniejszy, m.in. dlatego że odcinki nerwów mogą być zerwane. W leczeniu takich urazów potrzeba znacznie bardziej złożonych metod, takich jak np. szycie nerwów.

Różnorodne wypadki zakończone powstaniem urazu często prowadzą również do uszkodzenia nerwów obwodowych, co oznacza, że ​​drogi przebiegania impulsów nerwowych stają się częściowo lub całkowicie odcięte. W takich przypadkach szanse na powrót do zdrowia zależą przede wszystkim od ciężkości urazów oraz tego, czy istnieją jeszcze jakiekolwiek częściowe połączenia pomiędzy dwoma zakończeniami nerwowymi. Obecnie, jeśli odległość wynosi od kilku milimetrów do kilku centymetrów, zazwyczaj wykonuje się zabieg chirurgiczny. Końce nerwów są ponownie zszywane, aby jak najbardziej zbliżyć je do siebie. Następnie naturalne mechanizmy regeneracyjne organizmu mogą poprzez namnażanie komórek mogą doprowadzić do zamknięcia pozostałych luk, co gwarantuje przynajmniej częściowe wyleczenie.

„Sieć biologiczna przypomina kratkę, na której rosną pomidory”

Obecnie naukowcy z Max Planck Institute for Polymer Research i Institute of Physiological Chemistry na University of Ulm pracują nad stworzeniem płynów zawierających tak zwane nanowłókna, które dodatkowo wspierają gojenie ran. Nanowłókna to nici molekularne rozpuszczalne w wodzie i składające się z peptydów, czyli krótkich łańcuchów aminokwasów, występujących również w ludzkich białkach. Według naukowców łańcuchy te „służą jako rusztowanie lub powierzchnia adhezyjna dla komórek i mogą tworzyć dwuwymiarową lub trójwymiarową sieć, do której przylegają komórki nerwowe oraz mięśniowe”. Ten innowacyjny płyn jest nietoksyczny dla ludzkiego ciała i może być wstrzykiwany w rany, gdzie pozostaje przez wiele tygodni, zanim ulegnie biodegradacji.

Problemem, z którym naukowcy musieli się zmierzyć, aby stworzyć opartą na peptydach sieć bioniczną, było znalezienie właściwej kombinacji cząsteczek. Z wielu możliwych kombinacji – tak zwanych sekwencji – musieli zidentyfikować te, które zapewniały zarówno dobrą biokompatybilność, jak i optymalną adhezję komórek. Naukowcy wyjaśnili, że najpierw wyprodukowali serię nanowłókien, wprowadzając różne zmiany w sekwencji peptydów, a następnie przetestowali je w hodowlach komórkowych.

– Korzystając ze szczegółowych analiz molekularnych i algorytmu wspomaganego komputerowo, możliwe było zidentyfikowanie tych powtarzających się cech w strukturze molekularnej, które najlepiej wpływały regeneracji komórek nerwowych. Następnie zbadano je w testach komórkowych pod kątem ich zdolności do wspomagania wzrostu neuronów. Obecnie nasza sieć biologiczna przypomina kratkę, na której rosną pomidory – wyjaśnia główny autor badań, Christopher Synatschke. – Bez niej rośliny nie mogą rosnąć w górę. Spośród wszystkich „kratek” wybraliśmy tę, do której komórki mogą z łatwością przylegać. Nasz materiał pomaga więc komórkom nerwowym wypełnić lukę między dwoma zakończeniami nerwów.

Biomateriał pomyślnie przeszedł testy laboratoryjne

Podczas kolejnych badań, w których testowano funkcjonalność najlepszego materiału, jeden nerw twarzowy myszy, kontrolujący mięsień odpowiedzialny za wąsy, został odcięty przy „minimalnej interwencji chirurgicznej”. W ciągu następnych kilku tygodni myszy, którym wstrzyknięto biomateriał do sztucznie wytworzonej przestrzeni między zakończeniami nerwów, wykazały szybszy i bardziej rozległy proces gojenia niż nieleczone gryzonie.

Naukowcy podejrzewają, że stworzone przez nich łańcuchy peptydowe sprawiają, iż obecne w organizmie białka stymulujące wzrost na dłużej pozostają w ranie.

– W przyszłości byłoby zatem możliwe funkcjonalizowanie łańcuchów w taki sposób, aby oprócz struktury rusztowania, cząsteczki promujące wzrost komórek mogły być również wprowadzane do biomateriału w celu dalszego zwiększenia jego potencjału leczniczego – powiedział Synatschke.

Ponadto badacze mają nadzieję, że uda im się opracować metodę, którą będzie można wykorzystać w przypadku uszkodzeń nerwów u ludzi.

Źródło: Innovationorigins.com

Przeczytaj również: Szansa na przywrócenie czucia pacjentom: Polacy stworzyli protezę nerwu

Przeczytaj bezpłatnie artykuł w czasopiśmie „Leczenie Ran”:

Zasady i techniki szycia nerwów obwodowych

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *