Naukowcy stworzyli dwuwymiarowe nanocząsteczki mineralne, aby zapewnić organizmowi leczenie w celu regeneracji chrząstki
Zapalenie kości i stawów to choroba zwyrodnieniowa, na którą cierpi 630 milionów ludzi na całym świecie, co stanowi prawie 15 procent całej populacji na świecie. planeta. W chorobie zwyrodnieniowej stawów chrząstka w kości zaczyna się rozpadać, co może uszkodzić leżącą pod nią kość, powodując ból i sztywność, szczególnie w stawach kolanowych, biodrowych i kciukowych. Częstość występowania tej choroby zwiększa się wraz z wiekiem. Leczenie choroby zwyrodnieniowej stawów obejmuje leki, fizjoterapię i terapię zajęciową, których celem jest głównie łagodzenie objawów bólowych. Aby całkowicie wyleczyć tę chorobę, należy naprawić uszkodzone tkanki stawów. Naprawa ta jest skomplikowana i wymagająca, ponieważ tkanka chrzęstna w kości jest trudna do regeneracji. Ponieważ populacja świata się starzeje, natychmiast potrzebne są nowe skuteczne metody leczenia choroby zwyrodnieniowej stawów.
Czynniki wzrostowe białko
Możliwe leczenie choroby zwyrodnieniowej stawów obejmuje zaprojektowanie i dostawę białko terapeutyczne tj Białka zaprojektowane w laboratorium do zastosowań terapeutycznych. Białko W ostatnich dziesięcioleciach terapie wywarły duży wpływ na wiele chorób. Jedna taka klasa Białka nazywa się czynnikami wzrostu, które są wydzielane rozpuszczalnie Białka. Nasz organizm jest zdolny do samoleczenia, a proces ten można przyspieszyć poprzez sztuczne zastosowanie czynników wzrostu w celu usprawnienia procesów związanych z samoleczeniem. Jednakże większość znanych czynników wzrostu rozkłada się szybko i dlatego do osiągnięcia efektu terapeutycznego konieczne jest bardzo wysokie dawkowanie. Badania wykazały niekorzystne skutki wysokich dawek, takie jak stan zapalny i niekontrolowane tworzenie się tkanki. Stosowanie czynników wzrostu jest również bardzo ograniczone, głównie ze względu na brak skutecznych systemów dostarczania lub nośników biomateriałów. Czynniki wzrostu wraz z wydajnymi systemami dostarczania biomateriałów mają kluczowe znaczenie w medycynie regeneracyjnej obejmującej naprawę i regenerację tkanek.
Nowa metoda leczenia choroby zwyrodnieniowej stawów oparta na nanokrzemianach
Naukowcy z Texas A&M University w USA chcieli opracować nową metodę regeneracji chrząstki poprzez zaprojektowanie dwuwymiarowych (2D) nanocząstek mineralnych, które można by wykorzystać do dostarczania czynników wzrostu. Te nanocząstki (lub nanokrzemiany) posiadają dwie kluczowe cechy – dużą powierzchnię i podwójny ładunek – które umożliwiają łatwiejsze przyłączanie czynników wzrostu. Nanokrzemiany wykazują większą skuteczność wiązania z czynnikami wzrostu, nie wpływając na białka Konformacja 3D czy jej funkcja biologiczna. Umożliwiają one dłuższe dostarczanie (ponad 30 dni) czynników wzrostu do ludzkich mezenchymalnych komórek macierzystych, które są następnie wykorzystywane do regeneracji chrząstki poprzez indukowanie zwiększonego różnicowania komórek macierzystych w kierunku chrząstki. Zwiększone różnicowanie potwierdza wysoką aktywność uwolnionych substancji białko i to przy 10-krotnie niższym stężeniu w porównaniu z obecnymi terapiami, w których stosuje się znacznie wyższe dawki.
To badanie opublikowane w Materiały i interfejsy ACS przedstawia system nanoinżynierii – platformę opartą na nanoglince, w której nanokrzemiany można wykorzystać jako nośnik umożliwiający ciągłe dostarczanie substancji białko środki lecznicze stosowane w leczeniu choroby zwyrodnieniowej stawów. Taki system dostarczania oparty na biomateriałach mógłby zapewnić skuteczne leczenie choroby zwyrodnieniowej stawów poprzez zmniejszenie ogólnych kosztów i minimalizację negatywnych skutków ubocznych. Ta nowatorska platforma dostaw może ulepszyć obecne strategie regeneracji ortopedycznej i wywrzeć wpływ na medycynę regeneracyjną.
***
{Możesz przeczytać oryginalną pracę naukową, klikając link DOI podany poniżej na liście cytowanych źródeł}
Źródło (s)
Cross LM i in. 2019. Trwała i długotrwała dostawa Białko Terapia z dwuwymiarowych nanokrzemianów. Materiały i interfejsy stosowane przez ACS. 11. https://doi.org/10.1021/acsami.8b17733
