Specjalny tunel dla nerwów. Polacy rozwiązali potężny problem
Nadchodzi przełom w medycynie regeneracyjnej. Badacze z Poznania opracowali właśnie biohybrydowy tunel, który w połączeniu z polem magnetycznym uczy komórki nerwowe rosnąć.
Przerwany nerw to bardzo często wyrok oznaczający trwały paraliż lub utratę czucia. Natura nie radzi sobie z naprawą tak dużych ubytków, a chirurdzy muszą wycinać fragmenty zdrowych tkanek, by łatać te uszkodzone. Zespół naukowców z Poznania stworzył jednak alternatywę: inteligentną, drukowaną w 3D rurkę, która instruuje komórki, jak mają się zregenerować.
Koniec z wycinaniem zdrowych nerwów?
Współczesna neurochirurgia wciąż boryka się z poważnym ograniczeniem. Gdy w wyniku wypadku czy operacji dochodzi do przerwania nerwu na odcinku kilku centymetrów, organizm jest dosłownie bezradny. Standardową procedurą ratunkową jest wówczas przeszczep autologiczny. Chirurg pobiera fragment mniej istotnego nerwu, np. z łydki pacjenta, i wszywa go w uszkodzone miejsce w ręce. Cena tego zabiegu jest jednak bardzo wysoka: pacjent zyskuje szansę na sprawność dłoni, ale traci czucie w nodze i zyskuje kolejną bliznę.
Od lat trwają poszukiwania syntetycznych zamienników, czyli sztucznych tuneli, które mogłyby prowadzić rosnące nerwy. Dotychczasowe rozwiązania, oparte na prostych rurkach z plastiku czy kolagenu, okazywały się jednak zbyt prymitywne. Brakowało im biochemicznych sygnałów, które w naturalnym środowisku kierują wzrostem komórek.
Jak czytamy na łamach Nauka w Polsce, zespół pod kierunkiem dr Jagody Litowczenko z Centrum Zaawansowanych Technologii UAM w Poznaniu zaproponował przełomowe rozwiązanie. Naukowcy, we współpracy z badaczami z Instytutu Fizyki Molekularnej PAN oraz ośrodków zagranicznych, opracowali strukturę o nazwie GrooveNeuroTube. Nie jest to zwykły implant, lecz zaawansowana konstrukcja biohybrydowa.
Podstawą wynalazku jest szkielet wykonany z polikaprolaktonu, czyli biodegradowalnego polimeru, który wydrukowano w technologii 3D w formie precyzyjnej siatki, a następnie zwinięto w rurkę o długości półtora centymetra. Istotne jest jednak to, co znajduje się w środku. Rusztowanie wypełniono specjalnym hydrożelem, czyli materiałem o konsystencji delikatnej galaretki. Składa się on z kwasu hialuronowego i kolagenowej żelatyny, co doskonale imituje naturalne środowisko tkankowe.
Potrzebne są także drogowskazy dla komórek
Samo środowisko to jednak za mało. Aby nerw odrósł, potrzebuje zachęty. Właśnie dlatego poznańscy badacze wzbogacili hydrożel o koktajl czynników wzrostu. To specyficzne białka, które działają jak chemiczne drogowskazy, stymulując neurony do wypuszczania długich wypustek w pożądanym kierunku. Dodatkowo w strukturę wkomponowano lizozym, czyli enzym o silnym działaniu przeciwbakteryjnym, który ma chronić implant przed infekcjami.
Skuteczność rozwiązania już przetestowano w warunkach laboratoryjnych, tworząc model przerwanego nerwu. Na obu końcach rurki umieszczono komórki F11, naśladujące neurony czuciowe odpowiedzialne za odczuwanie bólu i dotyku. Rezultaty 60-dniowej obserwacji okazały się naprawdę imponujące. Komórki nie tylko przetrwały, ale podjęły wędrówkę w głąb tunelu. Już po miesiącu pokonały dystans około 8 mm z każdej strony, spotykając się w środku konstrukcji.
Regenerację przyspiesza magnetyczny masaż
Badania ujawniły jeszcze jeden fascynujący aspekt. Naukowcy sprawdzili, jak na regenerację wpływa dodatkowa stymulacja impulsowym polem elektromagnetycznym. Okazało się, że taki stosowany przez 5 godz. dziennie magnetyczny masaż działa jak turbodoładowanie. W grupie, gdzie połączono rurkę z czynnikami wzrostu i stymulacją magnetyczną, komórki wędrowały prawie dwa razy dalej, a ich przeżywalność przekraczała 95 proc.
Przeczytaj także:
Choć droga do sal operacyjnych jest jeszcze naprawdę daleka, GrooveNeuroTube już teraz służy jako doskonały model badawczy pozwalający ograniczyć liczbę testów na zwierzętach. W przyszłości jednak ta technologia może stać się ratunkiem dla ofiar wypadków komunikacyjnych i pacjentów onkologicznych, oferując im powrót do sprawności bez konieczności okaleczania innych części ciała.
Zaproponowane rozwiązanie jest naprawdę imponujące, ale największa duma wynika z faktu, że GrooveNeuroTube nie jest prostą kopią zachodnich pomysłów. To innowacyjna, autorska koncepcja, która łączy inżynierię materiałową, biologię molekularną i medycynę w jedną, spójną, opracowaną przez naszych rodaków, całość.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
