חומר חדש להשתלה פעיל חשמלית שיכול לעזור להצמיח מחדש תאים במוח ובחוט השדרה יכול להגדיר מחדש את סיכויי ההחלמה של חולים הסובלים מפציעות משנות חיים או סובלים ממחלות ניווניות עצביות.
תרכובת התאית הפיזואלקטרית התלת-ממדית, שהומצאה על ידי מומחים מאוניברסיטת באת' ואוניברסיטת קיל ומפורטת במאמר מחקר שפורסם היום, יכולה לשמש כ'פיגום' מותאם שאליו ניתן להעביר תאי גזע עצביים (NSCs) במדויק לפציעה אתרים, המסייעים ביעילות לתקן ולחדש נוירונים ורקמות קשורות החיוניות להחלמה.
צוות המהנדסים, הכימאים ומדעני המוח אומרים כי החומר מציע פוטנציאל ליצור טיפולים חדשים שיסייעו בשיקום התפקודים המוטוריים, התחושתיים או הקוגניטיביים של אנשים שסבלו מפציעות של מערכת העצבים המרכזית (CNS), או ממחלות ניווניות כמו אלצהיימר ופרקינסון. . הנגרמות כתוצאה מטראומה למוח או לחוט השדרה, פציעות CNS משפיעות על מיליוני אנשים ברחבי העולם והן בין המצבים הרפואיים המאתגרים ביותר לטיפול.
ד"ר חמידה חאנברה, מרצה בכיר במחלקה להנדסת מכונות באוניברסיטת באת' וחבר במרכז לחומרים משולבים, תהליכים ומבנים (IMPS), אמר: "זהו חומר ביו פורץ דרך, שיש לו פוטנציאל להגדיר מחדש את הסיכויים. של החלמה מפציעות של מערכת העצבים המרכזית או מחלות ניווניות. הוא מציע תקווה לטיפולים עתידיים שיוכלו לעזור למטופלים להחזיר לעצמם תפקודים חיוניים שמשנים חיים.
"הוא גם מציע לקלינאים את האפשרות ליצור כלים טיפוליים לטיפול במצבים מסוג זה ומקים סוג חדש של חומרים ביולוגיים מגוונים המשלבים רמזים מכניים, חשמליים וביולוגיים.
"כמו בכל טכנולוגיה רפואית חדשה, יש עוד הרבה צעדים לעשות כדי להעביר את זה מספסל מעבדה ליד המיטה, אבל אנחנו מעודדים שהצלחנו ליצור חומר מרוכב חדש, מתוחכם ובר-קיימא המשלב כמה איכויות רצויות וניתן להשתמש בו. במגוון יישומים."
חומר רב תכליתי מציע פוטנציאל טיפולי
מפורט במחקר חדש שפורסם היום (6 בינואר 2025) בכתב העת Cell Reports Physical Science, החומר המרוכב עשוי מחלקיקים פיזו-קרמיים של תאית ואשלגן נתרן ניובאט (KNN). שתלי ה'פיגום' שניתן ליצור בעזרתו נראים כמו צינורות קטנים דמויי נייר, שניתן ליצור בהתאמה אישית למטופלים בודדים.
המפתח לפוטנציאל הקליני של החומר המרוכב הוא אופיו הרב-תכליתי והרב-תכליתי, והשימוש בתאית – רכיב מבני זמין נרחב של צמחים ואצות – פירושו שהוא בר-קיימא ביותר.
נוצר באמצעות תהליך שנקרא יציקת הקפאה כיוונית, המבנה שלו מותאם כדי לעודד צמיחה של תאים בכיוון מסוים – כשהם גדלים בחוט השדרה – כלומר הם יכולים לתקן ולהצטרף מחדש לרקמות שנפגעו מפציעות טראומטיות ולתקן מסלולים חשמליים הנושאים אותות מהמוח. החומר הוא גם נקבובי, עם מקום לחללי תאים חדשים לצמוח אליהם באופן טבעי, המחקה את הרשת התלת מימדית בגוף.
יתר על כן, הוא מתכלה על ידי אנזימים, כך שניתן לגרום לו להתמוסס בתוך הגוף לאחר שהשתל מילא את תפקידו.
והכי חשוב, למיקרו-חלקיקים הקרמיים יש תכונות פיזואלקטריות – כלומר הם יוצרים מטען חשמלי כאשר הם מונחים תחת לחץ או באמצעות תנועת גוף, מה שמעניק לתאי גזע את הגירוי שהם צריכים כדי לגדול.
השילוב של תכונות אלו, והאופן שבו הם מאפשרים מבנה של פיגום, הופכים את החומר לאידיאלי ככלי להעברת תאי גזע עצביים, ולהם לגדול ולהתמיין לתאי עצב פונקציונליים הנדרשים לתיקון והחלמה.
טיפולים מותאמים אישית יישום פוטנציאלי
ד"ר ולאד ג'רקוב, חוקר דוקטורט במחלקה לכימיה של באת', היה החוקר הראשי של המחקר. לדבריו, החומר מציע פוטנציאל משמעותי לטיפולים מותאמים עתידיים: "אחת הדרכים שניתן ליישם זאת תהיה שימוש בסריקת CT של אתר פציעה כדי ליצור מודל של שתל תלת מימד מדויק מאוד שיכול לתת מענה לצרכים הספציפיים של המטופל על ידי גישור מדויק על הפערים הנגרמים. על ידי פגיעה במוח או בחוט השדרה.
"ההתמקדות במציאת דרך לסייע לתאי גזע עצביים בצמיחה היא מאתגרת מאוד, מכיוון שהם בין התאים המורכבים ביותר בגופנו. היינו צריכים להסתמך על מגוון מומחיות – בהנדסת מכונות, כימיה, מדעי המוח ומדעי החומרים, כדי להגיע לנקודה הזו.
"כטיפול רפואי מתקדם בהתאמה אישית, זה דורש התפתחות נוספת כדי להפוך למציאות בבתי החולים שלנו, אבל אנחנו מקווים שזו ההתחלה של מציאת פתרון לעזור לאנשים רבים ברחבי העולם הסובלים מפציעות מוח וחוט שדרה שמשנות חיים. ."
פיתוח עתידי של הקומפוזיט והשתלים יכלול בדיקות של תאימות ביולוגית ויעילות, אופטימיזציה נוספת של החומרים ושיטות יציקה בהקפאה והגדלת הייצור, כמו גם אישור רגולטורי.
