ფიბრო-ხრტილოვანი ქსოვილების დაზიანებას და გადაგვარებას, როგორიცაა მუხლის მენისკი და მალთაშუა დისკი, აქვს მნიშვნელოვანი სოციალურ-ეკონომიკური და ცხოვრების ხარისხის ხარჯები. მაგრამ ეფექტური მკურნალობის სტრატეგიების შემუშავება ამ დატვირთვის მატარებელ ქსოვილებში პათოლოგიების აღმოსაფხვრელად შეფერხდა მათ სტრუქტურასა და ფუნქციებს შორის ურთიერთკავშირის გაუგებრობით.
ახლა, დელავერის და პენსილვანიის უნივერსიტეტის მკვლევართა ჯგუფმა ახალი შუქი მოჰფინა ამ საკითხს, ჩაუყარა საფუძველი ისეთი დაზიანებების უკეთეს მკურნალობას, როგორიცაა მენისკის ცრემლები, ასევე ოსტეოართრიტისა და ასაკის ახალი თერაპიები. - დაკავშირებული დეგენერაცია.
მათი დასკვნები მოხსენებულია ნაშრომში, "მიკროსტრუქტურული ჰეტეროგენულობა ხელმძღვანელობს მიკრომექანიკას და მექანიკურ ბიოლოგიას ადგილობრივ და ინჟინერირებულ ბოჭკოვან ხრტილში", გამოქვეყნებული ონლაინ Nature Materials-ში 4 იანვარს..
Dawn Elliott, პროფესორი და UD-ის ბიოსამედიცინო ინჟინერიის დეპარტამენტის თავმჯდომარე, განმარტავს, რომ ფიბრო-ხრტილოვანი ქსოვილები ძირითადად შედგება გრძელი, გასწორებული ბოჭკოებისგან, რომლებიც ანიჭებენ სიმტკიცეს და სიმტკიცეს. თუმცა, ირკვევა, რომ მათ ასევე აქვთ მცირე არაბოჭკოვანი უბნები, რომლებიც ცნობილია როგორც მიკროდომენები, რომლებიც ძალიან განსხვავებულად იქცევიან ბოჭკოვანი უბნებისგან.
"ჩვენი პირველი შეკითხვა, როდესაც ვნახეთ ეს მიკროდომენები, იყო "ნორმალურია თუ ასოცირდება პათოლოგიასთან?" ამბობს ელიოტი.
მის ლაბორატორიაში ჩატარებულმა კვლევებმა მსხვილფეხა რქოსანი და შემოწირული ადამიანის ქსოვილზე აჩვენა, რომ მიკროდომენები არსებობდა ნაყოფის სტადიიდან დაწყებული, მაგრამ იზრდებოდა ასაკთან ერთად, ტრავმასა და დაავადებასთან ერთად, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ მიკროდომენის გაზრდილი ზომა დაკავშირებულია ფუნქციის დაკარგვასთან.
ამგვარად, მან და მისმა გუნდმა დაიწყეს სისტემის მექანიკის დათვალიერება და აღმოაჩინეს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ გასწორებული ბოჭკოვანი ქსოვილები ძალიან ელასტიური იყო, დაჭიმვისას რეზინის ზოლად იქცეოდა, მიკროდომენები არ იჭიმებოდა.
"ეს გვითხრა, რომ ისინი არ იღებდნენ იმავე მექანიკურ სიგნალებს, როგორც გასწორებული ქსოვილები," ამბობს ელიოტი.
შემდეგ მან მიმართა რანდალ დუნკანს, UD-ის ბიოლოგიურ მეცნიერებათა დეპარტამენტის პროფესორს, დახმარებისთვის უჯრედების სიგნალიზაციის საკითხის გადასაჭრელად. დუნკანთან ერთად, ჯგუფმა აღმოაჩინა, რომ მიკროდომენების უჯრედები აჩვენებდნენ ძალიან მაღალ კალციუმის სიგნალიზაციას, ხოლო კალციუმის სიგნალები ირთვებოდა და გამორთული იყო მექანიკური დატვირთვის დროს ბოჭკოვან რეგიონებში.
"ეს გვითხრა, რომ უჯრედები ამ ორ რეგიონში ძალიან განსხვავებულად იქცევიან, როდესაც ქსოვილი დაჭიმულია, რაც გადამწყვეტი ინფორმაციაა დაავადების სამკურნალო თერაპიის შემუშავებაში," ამბობს ელიოტი.
შემდგომი კვლევა მოითხოვდა სამოდელო სისტემას ცვლადების კონტროლის უკეთესი უნარით, ვიდრე მშობლიურ ქსოვილში.ეს სისტემა შეიმუშავა ელიოტის დიდი ხნის თანამშრომელმა და ჯანდაცვის ეროვნული ინსტიტუტის თანამმართველმა მკვლევარმა, რომელიც აფინანსებს ამ კვლევას, რობერტ მაუკს, რომელიც არის ორთოპედიული ქირურგიისა და ბიოინჟინერიის ასოცირებული პროფესორი პენსილვანიის უნივერსიტეტის პერელმანის მედიცინის სკოლაში.
მაუკმა და მისმა გუნდმა შექმნეს პლატფორმა მიკროდომენის ეფექტების შესასწავლად ნორმალურ და პათოლოგიურ პირობებში, რაც საშუალებას აძლევს მკვლევარებს გამოიკვლიონ ფიზიკური სტრუქტურა, მექანიკური დატვირთვა და უჯრედის სიგნალიზაცია როგორც რეალურ, ისე ინჟინერულ პირობებში.
"ეს ქსოვილის ინჟინერიის პლატფორმა ხელს შეუწყობს განვითარებადი, ჰომეოსტატიკური, დეგენერაციული და რეგენერაციული ბოჭკოვანი ქსოვილების მექანიკური ბიოლოგიის შესწავლას, გზას გაუხსნის თერაპიული სტრატეგიების შემუშავებას, რომელსაც შეუძლია შეაჩეროს ან შეცვალოს ქსოვილების დეგენერაციის პროგრესირება", ელიოტი ამბობს.
