Igal aastal võitlevad miljonid inimesed alaselja ja kaela ebamugavustundega. Kavatsusega valu leevendada, on Ithaca Cornelli ülikooli insenerid ja New Yorgi Weill Cornelli meditsiinikolledži arstid loonud bioloogiliselt põhineva seljaajuimplantaadi, mis võib kunagi nende lugematute haigete jaoks leevendada.
Lawrence Bonassar, Ph. D., biomeditsiinitehnika ja masinaehituse dotsent, ja Roger Härtl, M. D., Weill Cornelli meditsiinikolledži neurokirurgia dotsent ja NewYork-Presbyterian Hospital/Weill Cornelli meditsiinikeskuse lülisambakirurgia juhataja, on loonud biokonstrueeritud seljaaju kettad, mida on eduk alt implanteeritud ja katsetatud loomadel.
Teised paberil olevad teadlased on Robby Bowles, Cornell Ph. D. '11 ja Harry Gebhard, M. D. Weill Cornelli Meditsiinikolledžist.
Nende uurimustöö avaldatakse veebis 1. augustil 2011 ajakirjas Proceedings of the National Academy of Sciences.
"Oleme loonud kettad, millel on samad konstruktsioonikomponendid ja mis käituvad täpselt nagu päris kettad," ütleb Bonassar. "Loodame, et see paljutõotav uurimus viib konstrueeritud plaatideni, mida saame implanteerida kahjustatud ketastega patsientidele."
Igal aastal kannatab 40–60 protsenti Ameerika täiskasvanutest kroonilise selja- või kaelavalu all. Patsientidel, kellel on diagnoositud raske degeneratiivne ketashaigus või kettaheide, teevad neurokirurgid operatsiooni, mida nimetatakse diskektoomiaks – lülisamba ketta eemaldamiseks –, millele järgneb selgroogsete luude liitmine lülisamba stabiliseerimiseks. Vaatamata operatsioonile ei tunne patsiendi selg tõenäoliselt sama, mis enne vigastust.
"Operatsioon hoiab ära valu, kuid sageli piirab liikumist, mis võib takistada aktiivset elustiili või isegi lõpetada profisportlase karjääri," ütleb Härtl, kes on ka New York Giantsi meeskonna neurokirurg..
Inimese kettad näevad välja nagu rehv, mille välimine osa ehk rõngas on valmistatud jäigast materjalist ja sisemine ring ehk tuum on valmistatud geelitaolisest ainest, mis satub surve alla ja kannab raskust.
Bonassari labor, mis keskendub luu- ja lihaskonna kudede regenereerimisele ja analüüsile, valmistas tehiskettad kahest polümeerist – kollageenist, mis ümbritseb väliskülge, ja hüdrogeelist, mida nimetatakse alginaadiks. Nad külvasid implantaadid rakkudega, mis taasasustavad struktuurid uue koega. Märkimisväärne on see, et erinev alt tänapäeval aja jooksul lagunevatest kunstlikest implantaatidest näevad teadlased, et implantaadid muutuvad kehas küpsedes rakkude kasvu tõttu paremaks.
"Meie implantaadid on säilitanud 70–80 protsenti ketta algsest kõrgusest. Tegelikult muutuvad mehaanilised omadused aja jooksul paremaks," ütleb Bonassar.
Implantaadid ravivad laia kategooria haigusi, mida nimetatakse degeneratiivseks kettahaiguseks – mis on kogu maailmas peamine puude põhjus. Härtli sõnul vajab lülivaheketta degeneratsiooni tõttu ravi või operatsiooni järjest rohkem patsiente. FDA poolt 2005. aastal heaks kiidetud kirurgiline protseduur hõlmab ketta täielikku eemaldamist ja selle asendamist metalli ja plasti kombinatsioonist valmistatud implantaadiga eesmärgiga matkida nimme- ja lülisamba normaalset liikumist.
"Luu- või metallist või plastikust implantaadid on keerulised struktuurid, millega kaasneb mehaaniline oht, et konstruktsioonid võivad liikuda või metallist või plastist osakesed kogunevad kulumise tõttu kehasse," ütleb Härtl.
Bioloogilisest vaatenurgast võivad uued kettad luua "tohutu eelise" traditsiooniliste implantaatide ees, kuna need integreeruvad ja küpsevad selgroolülidega. Ta ütleb, et see suur operatsioon muutuks vähem invasiivseks, ohutumaks ja sellel oleks vähem pikaajalisi kõrv altoimeid.
Teadlased alustasid projekti kallal koostööd 2006. aastal, mida rahastati esm alt Ithaca-Weilli seemnetoetusest. Sellest ajast alates on projekt liikunud loomkatsete etappidesse ning see on pälvinud mitmeid auhindu ja tunnustusi, sealhulgas 325 000 dollari suuruse stipendiumi Šveitsi AO Spine sihtasutuselt ja 100 000 dollari suuruse toetuse NFL-i heategevusorganisatsioonilt.
