토요일, 1월 11, 2025

새로운 생체 ​​재료가 마침내 영향을 받은 관절의 손상된 연골을 복구하는 데 도움이 될 수 있습니다.

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신체는 스스로 회복하는 데 매우 능숙하지만, 신체의 일부 부분은 부상 후 정상 상태로 돌아가기 위해 애쓰고 있습니다.

그러한 물질 중 하나가 연골입니다. 해면질이지만 질긴 결합 조직으로 뼈가 서로 마찰되거나 부딪치는 것을 방지합니다. 시간이 지남에 따라 연골의 투명하거나 “유리 같은” 구성 요소가 크게 악화되어 다음과 같은 고통스러운 상태를 초래할 수 있습니다. 골다공증 그리고 연골 연화증.

과학자들은 재생 방법을 찾기 위해 노력해 왔습니다. 유리질 연골 수년 동안 미국 노스웨스턴 대학의 한 팀이 획기적인 발전을 이루는 데 성공했습니다. 그들은 살아있는 양의 손상된 연골에 주입되어 활성 관절의 연골 성장을 촉진하는 지지체 역할을 하는 생체재료를 개발했습니다.

“연골은 우리 관절의 필수 구성 요소입니다.” 화학자 Samuel Staub는 말합니다. 노스웨스턴 대학교 출신.

“연골이 시간이 지남에 따라 손상되거나 부서지면 개인의 전반적인 건강과 움직이는 능력에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 문제는 성인 인간의 연골에는 회복을 촉진할 수 있는 타고난 능력이 없다는 것입니다. “우리는 우리의 치료법이 심각하고 충족되지 않은 임상적 요구를 해결하는 데 도움이 될 수 있다고 믿습니다.”

연골 악화는 주요 건강 문제입니다. 2011년 조사 18개국에서 실시된 연구에 따르면 매년 130만 건이 넘는 무릎 교체 수술에서 연골 문제가 주요 요인인 것으로 나타났습니다.

반월상연골 상처를 치료하고, 치유된 부위가 붉은색을 띤다. (사무엘 I. 스타웁(Samuel I. Staub)/노스웨스턴 대학교)

연골 복구를 자극하기 위해 미세골절을 만드는 등 도움이 될 수 있는 다른 개입이 있지만 이러한 개입은 종종 잘못된 유형의 연골, 즉 질기고 섬유질인 연골의 성장을 초래합니다. 섬유연골 – 그는 사랑한다 연골 흉터 조직 – 관절을 덮고 있는 부드럽고 유연한 유리질 연골 대신.

치료 과학자들이 개선을 위해 노력하고 있는 잠재적인 치료법 중 하나는 유리질 연골의 성장을 지원하는 연골 결함에 스텐트를 사용하는 것입니다. 이 옵션은 생쥐와 같은 작은 포유동물에서는 성공을 보였지만 더 큰 동물의 관절에 작용하는 더 큰 압력과 힘으로 인해 더 큰 포유동물에서는 실패했습니다.

Staub와 그의 동료들은 이 심각한 문제를 해결할 수 있는 것으로 보이는 물질을 개발하는 데 성공했습니다. 2성분 생체재료입니다.

첫 번째는 펩타이드라는 단백질에 결합하는 펩타이드 분자입니다. 변환 성장 인자 베타-1특히 뼈와 연골 성장을 조절하는 골격에서 세포 성장과 분열에 중요한 역할을 합니다.

두 번째 구성 요소는 히알루론산여러분이 사용하는 스킨케어 제품을 보면 아시겠지만, 수분을 유지해 피부를 부드럽게 유지하는데 도움을 줍니다. 또한 관절과 연골에서도 발견되며 윤활제 역할을 하고 상처 치유에 중요한 역할을 합니다.

시험관 실험에서 연구원들은 이 하이브리드 물질이 연골 세포로 알려진 연골 세포의 증식인 연골 분화를 지원한다는 사실을 발견했습니다. 그들은 골격근 조직에서 발견되는 정상적인 구조인 필라멘트 다발을 형성했습니다.

많은 연구 방법이 실험실에서 동일한 지점에 도달했습니다. 실제 테스트는 이 단백질이 인간에게 적용될 수 있는 살아있는 동물에 대한 영향을 얼마나 잘 견딜 수 있는지입니다. 양은 인간이 노출되는 것과 유사한 기계적 영향에 노출되므로 테스트는 양을 대상으로 이루어졌습니다.

연구자들은 그들의 물질을 양의 뒷무릎 관절의 연골 결함에 주입되는 페이스트로 개발했습니다. 연구자들은 연구에 참여한 각 양의 양쪽 뒷무릎에 작은 구멍을 삽입했습니다. 한쪽 무릎에는 페이스트를 주사하고 다른 쪽 무릎에는 대조군으로 치료하지 않은 채로 두었습니다.

치료된 연골 결함(상단)과 치료되지 않은 대조 표본(하단), 치유 후 7일. (루이스 등. 국립과학원2024)

점토 물질이 양 뼈의 칼슘과 접촉하면 고무 같은 기질로 굳어지고 연골 세포가 형성되기 시작하여 비계가 악화되면서 생긴 구멍을 채우기 위해 성장했습니다. 연골은 적절한 유형, 즉 유리질이었습니다. 몇 주 안에 치료된 결함은 특히 대조군에 비해 상당한 개선을 보였습니다.

유사한 치료법이 인간을 치료하는 데 더 효과적일 수 있습니다. 양들에게 부상당한 다리에 휴식을 취하고 체중을 유지해야 한다고 말할 수 없는 반면, 연골 손상 치료를 받는 환자들은 수술 후 움직이지 못하는 경우가 많습니다.

물론 더 많은 연구와 개발이 필요하고 그 과정은 인간을 대상으로 임상시험을 거쳐야 할 것이다. 그러나 결과는 언젠가는 더 침습적이고 덜 효과적인 옵션에 대한 필요성을 줄이는 데 도움이 될 치료법이 나올 것이라고 약속합니다.

“유리질 연골을 재생함으로써” Staub는 말한다“우리의 접근 방식은 마모에 대한 저항력이 더 뛰어나야 하며, 큰 하드웨어를 사용하여 관절을 재건할 필요가 없도록 하면서 장기적으로 열악한 이동성 및 관절 통증 문제를 해결해야 합니다.”

이 연구는 국립과학원(National Academy of Sciences)의 간행물.

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