Las nanofibras usan piezoelectricidad para hacer crecer el cartílago

La osteoporosis aún no se puede curar. La esperanza ahora la dan las nanofibras, que, gracias a la piezoelectricidad, permiten que crezca nuevo cartílago.

Storrs (Estados Unidos). artritis Es una de las causas más comunes de dolor crónico. En el caso de enfermedades articulares, la inflamación crónica se acumula cartílago en las articulaciones hasta que finalmente los huesos entran en contacto con los huesos. hasta ahora Medicamento Aliviar los síntomas y pedir que se rompa el menisco con medicación, pero aún no revertirlo. Por lo tanto, solo existen métodos de tratamiento en los que el cartílago deteriorado se reemplaza por cartílago sano de otra zona del cuerpo. Sin embargo, esto conduce a lesiones en el punto de extracción.

También ha habido intentos de regenerar el cartílago en la articulación dañada. Sin embargo, esto no funcionó porque el crecimiento del cartílago no pudo estabilizar el cartílago normal.

Las señales eléctricas hacen que el cartílago crezca

mundo Universidad de Connecticut Ahora han probado un nuevo método para el nuevo crecimiento del cartílago. El equipo de Yang Lui continuó, según su publicación en la revista especializada Ciencias de la Medicina Traslacional Para señales eléctricas en lugar de factores de crecimiento químico. Los estudios han demostrado que el cartílago responde a la estimulación eléctrica. “Los campos eléctricos promueven la regeneración de tejidos”, explica Lowe.

Así que los investigadores desarrollaron un marco NanofasrneGracias Piezoelektrizität Genera una tensión eléctrica bajo carga mecánica. El material utilizado es un ácido poli-L-láctico polimérico biodegradable, que hasta ahora se ha utilizado para cerrar heridas quirúrgicas, por ejemplo.

El cartílago crece en cultivo celular.

En un experimento, el marco hecho de nanofibras pudo hacer crecer cartílago nuevo en cultivo celular. A continuación, los científicos probaron este método en conejos, que previamente causaron un daño severo en el cartílago similar a lo que sucedió en personas con osteoartritis. Luego, a algunos de los animales se les implantó un nanoandamio piezoeléctrico. Los conejos a los que se les implantó un nanoandamio similar sin piezoelectricidad y los conejos que no recibieron un implante sirvieron como grupos de control.

El andamiaje a nanoescala permite el crecimiento de cartílago en conejos

Después de la fase de recuperación de cuatro semanas, la mitad de los tres grupos completaron un programa de entrenamiento en el que los animales se movían en una cinta rodante. El material piezoeléctrico del primer grupo implantado generó un campo eléctrico débil por compresión y estiramiento. Después de uno o dos meses, los científicos examinaron la condición del cartílago de los animales previamente sacrificados.

En animales que se han sometido a implantes piezoeléctricos y entrenamiento, el cartílago dañado se regenera casi por completo. Si el entrenamiento se llevó a cabo durante un mes o dos, casi no hizo ninguna diferencia en el resultado. “Solo un mes de entrenamiento condujo a una curación significativa del cartílago y no dejó mucho espacio para mejoras adicionales”, dijeron los científicos. La cicatrización del cartílago fue significativamente peor en los animales que no se sometieron a implantes piezoeléctricos o que no completaron el programa de entrenamiento.

Más estudios en animales

“La piezoelectricidad es un fenómeno que también está presente en el cuerpo humano. Los huesos, el cartílago, el colágeno, el ADN y varias proteínas tienen una respuesta piezoeléctrica. Nuestro enfoque para tratar el cartílago tiene una gran aplicación clínica e investigaremos los mecanismos de curación involucrados”, explica Liu. .

Sin embargo, antes de que se puedan realizar estudios clínicos en humanos, los experimentos con animales deberían aclarar preguntas sin respuesta. Para ello, se deben realizar experimentos con animales más parecidos a los humanos en cuanto a peso y tamaño. Además, los animales deben ser monitoreados durante al menos un año para garantizar que el cartílago tenga una vida útil suficientemente larga.

Ciencia Medicina Traslacional, doi: 10.1126/scitranslmed.abi7282