Osobe koje pate od bolova u leđima možda će moći odahnuti zahvaljujući istraživanjima koja pokazuju da električna polja i riblji geni mogu osigurati nove sastavne elemente za zdravi kostur
BUDUĆNOST MEDICINE
Akvarijske ribe i minijaturni pametni implantati kao pomoć za bolje zdravlje kostiju
Bolovi u leđima mogu biti mučni, a sve su češća pojava među starijom populacijom. Broj operacija kralježnice u porastu je u mnogim zemljama uključujući skupe, a često i vrlo rizične, kirurške zahvate spinalne fuzije. Čak 18 % operacija kralježnice poluči nezadovoljavajućim ishodom, što dovodi do poražavajućih komplikacija za bolesnike.
POGLEDAJTE VIDEO o ljudskom tijelu:
Pokretanje videa...
01:49
Kirurškim zahvatom spinalne fuzije spajaju se dva kralješka kako bi se stabiliziralo područje i smanjila bol. Međutim, mnogo ovisi o sposobnosti kralježaka da proizvedu novu koštanu tvar te da se pravilno spoje nakon operacije.
Popunjavanje praznine
„U velikom broju slučajeva do toga ne dođe jer bolesnici ne mogu popuniti prazninu u kosti,” rekao je John Zellmer, koordinator projekta SmartFuse koji financira EU i suosnivač švedske tvrtke za proizvodnju medicinskih uređaja Intelligent Implants.
Do nadahnuća za projekt SmartFuse došlo je nakon sastanka između Zellmerova brata, švedskog liječnika dr. Erika Zellmera i dr. Roryja Murphyha, biomedicinskog inženjera iz Irske.
Obojica su bila zatečena činjenicom koliko operacija kralježnice ne uspije zbog izostanka rasta kosti. Međutim, već je neko vrijeme poznato da kosti prirodno same zarastaju s pomoću električnih signala koje tijelo samo generira.
To je navelo ova dva liječnika da osnuju tvrtku s namjerom da razviju prvi medicinski implantat takve vrste koji će imati mogućnost korištenja pažljivo ciljanim električnim signalima za ubrzavanje, kontroliranje i praćenje rasta kosti.
„Na neki način ‘otimamo‘ tijelu njegove signale stvaranjem električnog polja točno na onom mjestu gdje želimo potaknuti rast kosti, oko implantata,” kaže John Zellmer.
Maleni ortopedski implantat koji je jednostavan za upotrebu izrađen je od plastike PEEK i titanija, a u njegovoj se unutrašnjosti nalazi čvrsto zatvoren skup elektroda.
POGLEDAJTE VIDEO: DANKO AŽIĆ REAGIRAO NA 'MAMIĆEV REP'
Ispitivanja na ovcama
Projekt je započeo u travnju 2022. i trajat će do studenog 2024. uz financijsku potporu EU-a i to putem Europskog vijeća za inovacije.
Početna klinička ispitivanja provedena na ovcama vrlo su obećavajuća. Prema Zellmeru, u samo šest tjedana, ovce na kojima je uređaj upotrijebljen imale su tri puta veću količinu koštane tvari nego one bez njega.
Put do oporavka bolesnika nakon operacije leđa može biti dug jer je za rast kosti potrebne za dovršetak fuzije potrebno od devet do dvanaest mjeseci. Često neuspjeli zahvat ostane nedijagnosticiran godinu dana ili više od njegova izvođenja, a liječnicima je teško procijeniti napredak procesa oporavka.
Uz SmartFuse implantat prima signale bežičnim putem te se spaja s portalom u oblaku koji liječnicima omogućuje dosad neviđen uvid u proces spajanja kosti.
Kako kost raste oko implantata, električni signali postaju sve prigušeniji. Detektori tada mogu „osjetiti” oslabljeni signal i procijeniti količinu kosti.
Ta mogućnost procjene napretka oporavka bolesnika od izuzetne je važnosti i za liječnika i za bolesnika. Iako je još rano, tvrtka se nada da će dobiti regulatorno odobrenje u Europi i SAD-u do 2028.
Drevna potpora
U međuvremenu su dvije vrste akvarijskih riba, zebrica i medaka, poslužile kao nadahnuće timu mladih istraživača koji su u potrazi za odgovorima kako liječiti uobičajene probleme kostura kod ljudi.
Kostur već 400 milijuna godina služi kao potpora kralježnjacima. Budući da evolucija funkcionira prema načelu stare uzrečice: „ako nije potrgano, ne popravljaj”, ribe, reptili, ptice i sisavci i dalje često upotrebljavaju iste gene i bjelančevine za izradu svog koštanog okvira.
Iako su ribe i ljudi međusobno očigledno poprilično različiti, sličnosti omogućuju znanstvenicima koji proučavaju kostur riba zanimljiva medicinska otkrića.
„Utvrđeno je da brojni geni koji uzrokuju probleme s koštanom tvari kod ljudi generiraju slične probleme i kod riba,” rekao je dr. Marc Muller, voditelj projekta BioMedaqu koji je financirao EU i biolog na Sveučilištu u Liègeu u Belgiji.
Projekt BioMedaqu, koji je završio prošli mjesec nakon četiri i pol godine provedbe, udružio je stručnjake za ljudsku i riblju koštanu tvar. Muller i njegove kolege došle su na ideju o projektu za obuku mladih istraživača tijekom neobaveznog razgovora uz pivo tijekom konferencije u Algraveu u Portugalu.
„Pomislili smo: zašto ne bismo udružili stručnjake iz područja akvakulture, biologije riba i biomedicinskog istraživanja kako bi razmjenjivali ideje, možda čak i tehnologije, u svrhu istraživanja biologije kostura,” rekao je Muller.
U projekt BioMedaqu bilo je uključeno petnaest mladih istraživačica i istraživača što je rezultiralo nizom otkrića.
Jedna je istraživačica istraživala bolest kostiju kod ljudi naziva osteogenesis imperfecta koju je uspjela replicirati mutiranjem ekvivalentnog gena zebrice. Drugi je znanstvenik pak istraživao važnost fosfora za zdravlje ribljih kostiju. U jednoj pariškoj bolnici istraživanje je pokazalo važnost nekoliko gena za razvoj osteoporoze kod djece.
U međuvremenu je laboratorij u Liègeu istraživao ulogu gena uključenih u osteoartritis kod ljudi. Taj je laboratorij također u uzorcima morskih životinja istraživao njihov potencijal doprinosa razvoju koštane tvari riba i životinja.
Koštana pitanja
Sveukupan cilj ovog rada bio je steći dublje uvide u temeljne mehanizme koji mogu uzrokovati koštane malformacije kod ljudi i uzgojenih riba.
Mreža je okupila dionike iz sedam europskih sveučilišta, jednu američku istraživačku bolnicu i Francuski nacionalni institut za zdravstvena i medicinska istraživanja (INSERM). Zastupljeni su bili i komercijalni interesi za akvakulturu i sektor riblje hrane.
Struktura projekta poticala je protok informacija i ljudi između biomedicinskog sektora i sektora akvakulture, odnosno između akademskih sektora i sektora primjene. Nadalje, istraživanje je također otkrilo informacije od interesa za uzgajivače riba koji su u potrazi za održivijim opcijama hranjenja.
Primjerice, nekoliko je projekata proučavalo utjecaj elemenata u tragovima poput cinka, selena, vitamina, masnih kiselina i probiotika na razvoj koštane tvari riba te mogućnost poboljšavanja prehrane njihovim dodavanjem u mješavinu.
Istraživanje je povećalo razinu znanja među znanstvenicima na način koji će u konačnici pozitivno utjecati na akvakulturu, razumijevanje biologije koštane tvari te ljudskih bolesnika, tvrdi Muller. U očekivanju dodatnih rezultata istraživača.
Autor ANTHONY KING
Istraživanja u ovom članku financirali su Program Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) i Europsko istraživačko vijeće EU-a. Ovaj je članak izvorno objavljen u časopisu Horizon, časopisu za istraživanje i inovacije EU-a.
Više informacija
Istraživanje zdravlja i inovacije uz financijsku potporu EU-a
Sve što je bitno, na dohvat ruke
Skini aplikaciju za najbolje iskustvo portala. Čitaj, komentiraj i budi uvijek u toku s najnovijim vijestima.
Odaberi temu koju želiš pratiti
Primaj sve nove vijesti o temi i budi u tijeku
