Это обзор за сентябрь 2018 года наиболее важных и интересных новостей от экспертной группы проекта Технологии Долголетия. Сайт группы rlegroup.net.
В данном обзоре рассматриваются новости об исследованиях и перспективных разработках в области регенеративных и замещающих технологий в медицине. Мы относим к этому направлению практическое применение клеточных технологий для регенерации, выращивания тканей и органов, технологии трансплантации и ксенотрансплантации, использование донорских и биопринтированных органов для замены утраченных или потерявших функциональность органов человека. Здесь же рассматривается создание искусственных органов и роботизированных протезов, в том числе с применением нейроинтерфейсов.
На 3D-принтере создан биоразлагаемый имплантат для лечения рака и других заболеваний
Исследователи из Юго-западного научно-исследовательского института (SwRI) и Техасского университета в Сан-Антонио (UTSA) разработали трехмерный печатный неинвазивный лекарственный имплантат для доставки лекарств при лечении, рака, артрита, СПИДа, а также инфекционных заболеваний.
Исследователи использовали специальный 3D-принтер и биоразлагаемый полимер для печати имплантата. По мере присутствия в организме устройство постепенно высвобождает лекарство, которое находится внутри, а по окончании терапии имплант растворяется в организме.
Дизайн имплантата выполнен в виде геометрических фигур. Персонализация лечения под конкретного пациента проводится путем подбора необходимого полимера для установки времени высвобождения лекарства.
Имплантат изначально разработан для локальной иммунотерапии лечения рака. В иммунотерапии большинство стратегий используют системное кровообращение для транспортировки лекарственных средств, например, как при химиотерапии. Пока терапия попадает в цель, она может вызвать различные иммунные реакции и побочные эффекты. Данный метод позволит использовать адресную доставку лекарства в заданную область организма или органа без нежелательных последствий.
Хотя имплантат идеально подходит для лечения онкологических заболеваний, он изначально разработан как транспорт лекарственных веществ, а это значит, что может работать с любым типом лекарств и оказать терапию при широком спектре заболеваний.
Впервые человеческий пищевод выращен в лаборатории
Ученые из Детского центра стволовых клеток и органоидной медицины Цинциннати из Огайо (CuSTOM — Cincinnati Children’s Center for Stem Cell and Organoid Medicine) вырастили искусственные ткани пищевода в лаборатории с использованием плюрипотентных стволовых клеток.
Пищевод — отдел пищеварительного тракта, соединяющий горло с желудком и способствующий проглатыванию и продвижению пищи. Он состоит из различных типов тканей, включая мышцы, соединительную ткань и слизистую оболочку.
Команда возглавляемая доктором Джимом Уэллсом создала человеческие эзофаги в лаборатории. Исследование было опубликовано в статье журнала Cell Stem Cell. По заявлению ученых, это первый случай, когда такой результат был достигнут с использованием только плюрипотентных стволовых клеток. Трахея и гортань развиваются из одних и тех же типов клеток, поэтому было важно выяснить, что же именно отвечает за развитие того или иного органа. Ученые установили, что главная роль в процессе развития трахеи и пищевода принадлежит гену Sox2. Если он включен, то из стволовых клеток-предшественников формируются ткани пищевода, а если выключен – клетки трахеи.
Организм человека имеет высокую способность к регенерации тканей, но для некоторых повреждений, включая и пищевод это проблематично. Именно поэтому это исследование имеет очень хорошие перспективы в регенеративной медицине, так как оно открывает возможность выращивать ткани для трансплантации.
Источник: https://www.medicalnewstoday.com/articles/323118.php
Исследование: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S193459091830393X?via%3Dihub
Создан виртуальный 3D симулятор сердца
Группа ученых из Университета Джона Хопкинса выполнила персонализированную виртуальную 3D-симуляцию сердца для определения нахождения проблемных тканей сердца у пациентов с тахикардией.
При сокращении сердца через него проходят электрические импульсы, которые стимулируют каждую его клетку, затем оно расширяется и наполняется кровью. У пациентов с желудочковой тахикардией электрические импульсы в нижних камерах сердца дают сбой, нарушая ритм сердца, что вызывает аритмию.
Лекарственные препараты и медикаменты против тахикардии как правило имеют противопоказания и побочные эффекты, поэтому врачи используют метод сердечной абляции: введение катетера через артерию и применение радиочастотных волн для уничтожения участков ткани с нарушенной проводимостью электрического импульса. Этот метод помогает определить проблемные участки ткани, но его точность невысока.
Для определения пораженных участков сердца исследовательская группа разработала виртуальные 3D-модели сердец 21 пациента с абляцией используя изображения МРТ с контрастом. В виртуальной модели клетки симулировали электрические импульсы с помощью математических уравнений, а затем компьютерная модель находила пораженные ткани сердца. После этого ученые имитировали абляцию и снова запускали модель для проверки результатов.
Виртуальная 3D-симуляция позволила ученым не только точно определить источники нарушенных электрических импульсов, но и провести абляцию с минимальной потерей здоровой ткани. Так, например, компьютерная модель позволяла в теории уменьшить поражения здоровой ткани в 10 раз.
Виртуальная 3D-симуляция сердца помогла провести абляцию сердца у нескольких пациентов с желудочковой тахикардией из госпиталя при Университете Пенсильвании. Участники клинического эксперимента не испытывали проблем с сердцем на протяжении в среднем 22 месяцев.
Этот эксперимент продемонстрировал возможность интеграции компьютерного моделирования в клиническую практику.
Источник: https://www.news-medical.net/news/20180912/Johns-Hopk..
Сайт университета: https://www.hopkinsmedicine.org/news/newsroom/news-re.
В Беларуси впервые проведена повторная пересадка сердца
РНПЦ “Кардиология” впервые выполнила ретрансплантацию сердца. У пациента с трансплантацией сердца выполненной в 2013 году начала развиваться васкулопатия трансплантата (осложнение, которое связано с ухудшением кровоснабжения). Предугадать развитие такого осложнения довольно трудно: у одних оно может появиться через пять лет, у других — через 25.
Врачами было принято решение пересадить новое сердце пациенту. Операция проведенная 23 сентября прошла успешно, пациент находится в терапевтическом отделении.
Данная операция открывает новые перспективы трансплантологии в Беларуси. На постсоветском пространстве опытом проведения подобных операций обладает Национальный медицинский исследовательский центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова (Россия). В российском центре за время его существования выполнено всего несколько таких операций.
Источник: https://minsknews.by/v-belarusi-vpervyie-vyipolnena-p..
Клеточная терапия восстанавливает тяжелые переломы костей
После переломов кости обычно должны самовосстанавливаться и срастаться, но в некоторых случаях кости могут не заживать длительный период времени, особенно это касается пациентов в возрасте. В этом случае стандартной процедурой является хирургическая операция по костной трансплантации в месте перелома. Большинство компаний, работающих в области регенерации костной ткани, фокусируются на биоимплантатах, которые восстанавливают и сращивают утраченную костную ткань.
В клиническом исследовании проведенном бельгийской компанией Bone Therapeutics, все пациенты через шесть месяцев после приема разовой дозы клеточной терапии, показали регенерацию их костей, которые имели проблемы с заживлением более 3 месяцев. Также терапия уменьшала боль на месте перелома в среднем на 61%.
Bone Therapeutics нацелена на то, чтобы избежать операции, используя клеточную терапию, полученную из клеток костного мозга здоровых доноров, которая вводится непосредственно в место перелома.
Компания объявила, что создала метод производства, который позволит производить тысячи доз терапий из одного пожертвования костного мозга. Выделение клеток донорами часто вызывает опасения из-за возможного отторжения, но как заявляют в компании, их терапия доказала свою безопасность и может стать более доступной среди пациентов.
Источник: https://labiotech.eu/medical/bone-therapeutics-cell-therapy-fractures/
Новый мягкий персонализированный экзоскелет
Ученые из Института биологической инженерии Гарвардского университета разработали мягкий роботизированный экзоскелет, который можно назвать “экзокостюмом”.
“Экзокостюм” состоит из текстильных накладок, которые носят на талии, бедрах и голенях, а также рюкзака. Он одевается поверх одежды человека, в поясе находится система управления, а двигатели и аккумулятор встроены в рюкзаке. Металлические тросики проходят от рюкзака через накладки на бедра и голени до обуви помогая движению бедра и стопы во время ходьбы. И хотя “экзокостюм” был спроектирован намного ранее, суть нынешнего новшества заключается в автоматической подстройке экзоскелета к конкретному человеку.
В новой версии обновлены все компоненты: одежда стала более удобной приведение в действие более плавное, механические части стали работать тише, а система управления позволяет автоматически устанавливать оптимальные параметры для разных пользователей.
Новый метод настройки использует датчики для оптимизации нагрузки в голеностопных суставах. Когда пользователь начинает ходить, система измеряет нагрузку и постепенно корректирует параметры устройства до тех пор, пока не установит максимально эффективную работоспособность экзоскелета на индивидуальных данных и походке пользователя.
Экзоскелет тестировали в лаборатории и на пересеченной местности. Сила, с которой тросики помогают мышцам, зависела от того, шел ли человек по ровной дороге или на пути с препятствиями. Устройство автоматически адаптируется к изменениям рельефа. Сам “экзокостюм” почти не влиял на скорость ходьбы, а вот энергии на прохождение маршрута в несколько километров человек в нем тратил почти на 15% меньше.
В будущем роботизированные экзоскелеты придут на помощь военным, пожарным, спасателям, а также пожилым и страдающим нейродегенеративными расстройствами людям.
Источник: https://nkj.ru/news/34493/
Сайт Университета: https://wyss.harvard.edu/multi-joint-personalized-soft-exosuit-breaks-new-ground/
Автор обзора Эдуард Ефименко
Перепечатка разрешается при сохранении ссылок на источник публикации..
