בתחום הרפואה האורטופדית, האתגר של ניהול פגמי עצם נגועים (IBDs) נמשך כמכשול משמעותי. הופעת החומרים הביולוגיים המתקדמים פתחה אפיקים חדשים לחדשנות, במיוחד בפיתוח של פיגומי התחדשות עצם שיכולים לא רק לקדם את צמיחת העצם אלא גם להילחם בזיהומים. מחקר שנערך לאחרונה, שפורסם ב BME Frontiersמציגה פיגום התחדשות עצם דו-פונקציונלי פורץ דרך, המיועד כ-Qx-D, אשר טומן בחובו הבטחה עצומה לטיפול ב-IBDs.
המחקר, שנערך במטרה לשפר ניהול מוקדם ותוצאות כירורגיות של זיהומי עצם, התמקד בשינוי מטריקס עצם מופחת (DBM), חומר המופק באופן טבעי הידוע בפוטנציאל האוסטאוגני שלו. DBM, על אף שהוא יעיל בהשראת התחדשות העצם, חסר תכונות אנטי-מיקרוביאליות, מה שהופך אותו לרגיש לזיהומים. כדי להתגבר על מגבלה זו, צוות המחקר הציג מלח אמוניום רבעוני מקרומולקולרי (QPEI) למבנה ה-DBM.
באמצעות תגובת בסיס Schiff קלה, סונתזה סדרה של פיגומי Qx-D עם יחסי הזנה ניתנים לשינוי. פיגומים אלו הפגינו תכונות אנטיבקטריאליות מובהקות כנגד מגוון חיידקים, כולל זנים גראם חיוביים וגראם שליליים, כגון Staphylococcus aureus (S. aureus), עמיד למתיצילין S. aureus (MRSA), ו Escherichia coli (E. coli). היעילות האנטי-בקטריאלית של Qx-D הגיעה ל-99.9% מרשימים, מה שמוכיח את פעילותו האנטי-בקטריאלית רחבת הטווח.
בנוסף לתכונות האנטי-בקטריאליות שלו, Qx-D גם הוכיח תאימות ביולוגית טובה. מחקרים במבחנה הראו כי הפיגום תמך בהיצמדות ובהתמיינות של תאי סטרומה של מח עצם (BMSCs), סוג תאים מרכזי המעורב בהתחדשות העצם. יתר על כן, תוצאות צביעה אלקליין פוספטאז (ALP) הצביעו על כך של-Qx-D הייתה השפעה חיובית על התמיינות אוסטאוגנית של BMSCs, מבלי להשפיע באופן משמעותי על פעילות התא.
הביצועים in vivo של Qx-D הוערכו באמצעות מודל חולדה עם פגמים נגועים בעצמות. התוצאות הראו שהשתלת Qx-D הפחיתה ביעילות את הדלקת וקידמה את התחדשות העצם. תמונות מיקרו-מחשב טומוגרפיה (CT) גילו כי הפגם נסגר כמעט לחלוטין בקבוצת Qx-D, עם יחס נפח עצם/נפח כולל (BV/TV) גבוה משמעותית בהשוואה לקבוצת הביקורת.
מחקר זה מספק תובנות חשובות לגבי הפיתוח של פיגומי עצם דו-פונקציונליים לטיפול בפגמי עצם נגועים. הפיגום Qx-D, עם השילוב שלו בין תכונות אנטיבקטריאליות ואוסטאוגניות, מציע אלטרנטיבה מבטיחה לשיטות הטיפול הנוכחיות הנשענות לרוב על אנטיביוטיקה, מה שעלול להוביל לעמידות לתרופות ולסיבוכים נוספים.
צוות המחקר מאמין כי ל-Qx-D יש פוטנציאל לחולל מהפכה בטיפול במומים נגועים בעצמות, שיפור תוצאות המטופל והפחתת עומס זיהומי עצמות במרפאות אורטופדיות. עם פיתוח נוסף וניסויים קליניים, Qx-D יכול להפוך לאופציה טיפולית סטנדרטית עבור חולים עם פגמים נגועים בעצמות, מה שמביא תקווה חדשה לאלה הנאבקים במצב מאתגר זה.
