Ученые создали гель, который имитирует хрящевую ткань

Что такое хондропротекторы

Уникальные средства этой группы защищают суставные хрящи.
Регулярный, курсовой прием – хорошая профилактика патологии. Применение хондропротекторов может предотвратить повреждение хряща и восстановить при заболевании.

Действие средств группы хондропротекторов происходит за счет глюкозамина и хондроитинсульфата. Каждый компонент имеет свойства, которые благоприятно влияют на сустав.

Глюкозамин естественный компонент здорового хряща, под воздействием которого синтезируются вещества хрящевой ткани. Он защитит от перекисного окисления, свободных радикалов и других разрушающих воздействий на хрящ. При патологии — противоотечное действие, снижает воспалительный процесс суставов.

Хондроитинсульфат — стимулятор образования веществ хряща: гликозаминогликанов, протеогликанов, коллагена, гилауроновой кислоты. Оберегает хрящ от разрушения. Под воздействием хондроитинсульфата, стимулируется выработка синовиальной жидкости внутри суставов. При артрите снижает воспалительный процесс.

Хороший хондропротектор защищает сложный или простой сустав от разрушения, при патологии, помогает восстановиться структурам.

Хондропротекторы бывают разные: монокомпонентные или комбинированные. При одновременном воздействии хондроитинсульфата и гликозаминогликана происходит полное восстановление хрящевой ткани.

Получение лечения этими препаратами часто необходимо.

Диафлекс

Этот хондропротектор румынского производства назначается при лечении остеоартроза. Активное вещество «Диафлекса» – диацереин. Хондропротектор замедляет разрушение хряща, снимает воспаление и боль в суставе. Первый положительный эффект после приема препарата заметен уже через 2-4 недели. «Диафлекс» можно купить в аптеке по рецепту, выпускается он в форме капсул.

Диафлекс
Rompharm Company S. R. L., Румыния

Препарат Диафлекс — нестероидный противовоспалительный препарат (НПВП).
Диацереин – производное антрахинолина, диацетилированное производное реина. Метаболизируясь до активного метаболита – реина, ингибирует активность интерлейкина-1, который играет важную роль в развитии воспаления и деградации хряща при остеоартрозе.
Ингибирует действие других цитокинов (в т.ч. интерлейкина-6, фактор некроза опухоли-альфа). Действие развивается через 2-4 нед.
Диацереин обладает анальгезирующей противовоспалительной активностью при пероральном приеме.

от 858

Органы на чипе

Ученые создали гель, который имитирует хрящевую ткань

Рисунок 1. Чип-призер Лондонского музея дизайна моделирует легкое. Каналы чипа делятся на две части пористой мембраной, с одной стороны которой сидят клетки легкого, а с другой — клетки стенки сосуда. Со стороны клеток легкого подходит воздух, а со стороны клеток сосудов циркулирует жидкость, изображающая кровь. В голубые лунки можно добавлять то, что поступает в систему из воздуха (болезнетворные бактерии или лекарство-аэрозоль), а в красные — то, что должно попасть в кровь (например, клетки иммунной системы, чтобы изучать ее реакцию на легочную инфекцию).

Моделирование условий — это основное требование к тест-системам для лекарств. Форму и природную структуру реальных органов им точно отражать не обязательно. Благодаря этому тест-системы можно сделать, во-первых, компактными, а во-вторых, модульными — совмещаемыми друг с другом в разных комбинациях. Эти возможности используют разработчики «органов на чипах» — матриц размером с кредитную карточку, ячейки которых заселяют человеческими клетками. Ячейки соединяют каналами, имитирующими сосудистую сеть. Чип нужно содержать в реакторе, который прогоняет по «сосудам» питательные растворы под правильным давлением. Некоторые реакторы даже имитируют биение сердца — для большей достоверности в моделировании кровотока. Кроме того, реактор поддерживает правильную температуру чипа, а также накачивает в раствор газ для имитации дыхания.

Органы на чипах не только полезные, но и стильные: разработанная в Гарварде модель (рис. 1) даже получила премию Лондонского музея дизайна за лучшее дизайнерское решение этого года .

Синовиальное протезирование

Как известно, при остеоартрозе нарушается качественный состав, вязкость и упругость внутрисуставной жидкости, что ведет к постепенному разрушению хрящей. Исправить эту ситуацию можно путем внутрисуставного введения протеза синовиальной жидкости – очищенного гиалуроната натрия с хорошими вязкоупругими свойствами.

Ученые создали гель, который имитирует хрящевую ткань

MonoVisc.

Доказано, что инъекции гиалуроновой кислоты позволяют замедлить развитие артроза и восстановить функции сустава. Отметим, что метод практически бесполезен на ІІІ и ІV стадиях ОА, сопровождающихся выраженными деструктивными изменениями костей. С его помощью можно лишь временно облегчить боль и улучшить самочувствие. К сожалению, вскоре неприятные симптомы возвращаются вновь.

Не так давно ученые выяснили, что эффективность синовиального протезирования можно повысить с помощью простых и доступных методов. К примеру, периартикулярные инъекции ферментных препаратов (Лидаза, Ронидаза, Лонгидаза) и мануальная терапия помогают добиться более удовлетворительных результатов, чем монотерапия препаратами гиалуроновой кислоты. Отметим, что выполнение инъекций под УЗ-контролем делает процедуры менее опасными.

Эндопротезирование колен в Чехии: гарантии, цены, реабилитация, отзывы и статистика. Узнать подробнее

Малоинвазивное эндопротезирование в Чехии: врачи, реабилитация, сроки и цены. Узнать подробнее

Таблица 2. Наиболее популярные протезы синовиальной жидкости.

Препарат Производитель Описание
Ферматрон Хайэлтек, Великобритания Выпускается в специальных шприцах для внутрисуставных инъекций. Лекарство вводится в синовиальную полость 1 раз в 7 дней. Чтобы добиться заментых результатов, требуется 2-3 укола. Стоимость разовой дозы Ферматрона – 4100 рублей.
Остенил Хемедика, Германия Препарат выпускается в готовых для использования шприцах. Вводится раз в 14 дней. Курс лечения может состоять из 2-3 инъекций. Одна упаковка лекарства стоит 3650 рублей.
Синокром Крома Фарма, Германия Вводится в синовиальную полость в асептических условиях. Курс лечения Синокромом обычно состоит из 4-5 инъекций, выполненных с интервалом в 1 неделю. Цена одного шприца – 4200 рублей.
Суплазин Бионик Тео, Ирландия Выпускается в разных дозировках. Вводится 1 раз в неделю. Продолжительность лечения зависит от тяжести заболевания. Как правило, пациента лечат 3-6 недель. Ориентировочная стоимость 1 инъекции – 3450 рублей.
Синвиск Джензайм Европа Б.В,США Протез выпускается в упаковках по 3 и 6 шт. Вводится с интервалом в 1 неделю. Чтобы получить хороший эффект, нужно сделать как минимум три инъекции. Одна упаковка Синвиска стоит 24 700 рублей.
Популярные статьи  Что нужно знать о нейронах?

В 2007 году американские ученые выяснили, что некоторые группы хондропротекторов влияют на хондроциты и их предшественники – мезенхимальные стволовые клетки. Однако многие врачи и ученые ставят под сомнение эффективность хондропротекторов в лечении остеоартроза. Наиболее распространенным является мнение, что эти препараты замедляют разрушение хрящей, но НЕ восстанавливают имеющиеся дефекты.

Стромально-васкулярная фракция жировой ткани

В наше время в регенеративной медицине используются ММСК, полученные из костного мозга и жировой ткани. Причем применение последних является более оправданным ввиду их несложного получения, высокого пролиферативного потенциала и низкого коэффициента старения. Отметим, что из эквивалентного количества жировой ткани можно получить в 1000 раз больше мультипотентных мезенхимальных стволовых клеток.

Ученые создали гель, который имитирует хрящевую ткань

Стромаваскулярной фракцией (СВФ) называют совокупность всех ядерсодержащих клеток (в том числе и ММСК), которые можно добыть из подкожного жира путем ферментативного расщепления. Данная субстанция обладает выраженным регенерирующим, противовоспалительным, антисептическим и иммуномодулирующим действием. По мнению многих ученых, СВФ жировой ткани обладает массой преимуществ по сравнению с методами клеточной инженерии и культивированием ММСК.

При каких заболеваниях применяют хондропротекторы

Препараты назначаются при всех заболеваниях сочленений. При артрите (артрозе) любой этиологии и ревматоидном поражении полезен препарат профилактический, например, хондропротектор. Воспаление при этих болезнях впоследствии ведет к разрушению хряща. Средства для лечения назначаются курсом один раз в полгода, это предотвращает деструкцию хрящевой ткани или восстанавливает повреждение.

Если артрит (артроз) вызван инфекционным агентом, необходимы не только антибактериальные средства, но и препарат для защиты гиалина, так как часто бактерии, вирусы и грибки вызывают разрушение хряща.

Лечение происходит разными формами лекарственных средств: таблетками, уколами, мазями. Врач назначает средство и способ доставки.

Межпозвонковая грыжа лечится хондропротекторами. Но усложняет терапию то, что кровоток в области хрящей межпозвоночных сочленений недостаточный.

Помогают при остеохондрозе, особенно на начальных стадиях, когда отсутствуют дегенеративные изменения. Лекарственные средства назначаются местно, в виде мазей или в таблетках.

При подагрическом артрите стоит пропить курс до разрушения хряща. Так как постепенно происходит деструкция хрящевой ткани.

В комплексном лечении гонартроза (артроз коленного сустава) применяются средства данной группы.

Органы на чипе

Органы на чипе – это миниатюрная «визитная карточка» органа. Такой орган помещается в ладони, содержит человеческие клетки, соединенные каналами, похожими на сеть сосудов. Чип ставят в специальный биореактор, который работает как помпа и контролирует циркуляцию жидкости по искусственным сосудам. Причем многие реакторы полностью моделирует кровоток, имитируя колебания давления в сосудах чипа – подают жидкость порциями, как это делает сердце. Ритм подачи также соответствует сердечному. Раствор нагревают до естественной температуры тела, добавляют в него газ, поэтому жидкость в сосудах не только циркулирует, но и «дышит», как это происходит в живом организме.

В чем разница между органом на чипе и «напечатанным» органом?

Орган на чипе отличается от напечатанного с помощью биопринтера тем, что форма органа не принципиальна, главное – чтобы ткань функционировала. Конечно, органы на чипе не предназначены для пересадки, их используют, чтобы тестировать лекарства. Любые исследования на тканях, полученных у человека, будут намного точнее, чем тесты на мышах.

Ученые считают, что органы на чипе могут в будущем использоваться в качестве основы для индивидуальной медицины. Представьте, у Вас возьмут немного клеток, создадут из них в лаборатории ткань на чипе, а затем введут туда лекарство. Врач еще до лечения сможет узнать, в какой дозе назначить препарат, будут ли побочные эффекты, а главное, можно будет подобрать из нескольких средств именно то, которое точно поможет Вам. Что-то подобное делают сейчас в лабораториях, чтобы определить чувствительность бактерий к антибиотикам. Когда бактерии в лаборатории вырастают, на них воздействуют разными антибиотиками, а затем назначают больному тот препарат, который сильнее других подавил рост болезнетворного микроба.

На чипах уже воспроизводят работу следующих органов:

  • почки;
  • печень;
  • легкие;
  • сердце;
  • мышцы;
  • жировая ткань;
  • гематоэнцефалический барьер;
  • мозг;
  • кожа;
  • кишечник с микрофлорой.

Российские ученые не отстают от мировых трендов. В научно-техническом центре «Биоклиникум» в России был создан микробиореактор «Гомункулус». В отличие от других разработок, «Гомункулус» позволяет поместить на чипе не просто ткань, а прототипы сразу нескольких органов и изучить их взаимодействие. Фактически, можно на системе чипов воспроизвести работу всего организма, создать лабораторную модель человеческого тела.

Мы в соцсетях

С помощью модели человеческого организма на чипе можно оценить следующие этапы действия лекарства:

  • скорость действия лекарства при введении внутривенно, приеме внутрь, ингаляции или нанесении на кожу;
  • процесс переработки препаратов в печени;
  • скорость действия препарата;
  • длительность пребывания препарата в крови;
  • побочные эффекты со стороны жизненно важных органов – сердца, легких, мозга.

Лекарственные препараты

Медикаментозная терапия остеоартрита обычно включает хондропротекторы и нестероидные противовоспалительные средства (НПВС). Последние нужны для купирования воспалительного процесса, снятия боли и отеков. Хондропротекторы способствуют восстановлению хряща их назначают длительными курсами, а эффект развивается постепенно. Сегодня прием хондропротекторов — главный пункт профилактики и лечения заболеваний суставов, связанных с разрушением хряща.

Популярные статьи  Разработан новый быстрый метод лечения травмы мениска

Действующие вещества большинства хондропротекторов — глюкозамин и хондроитин. Это естественные компоненты межклеточного вещества хрящевой ткани, костей, связок и синовиальной жидкости, синтез которых обычно уменьшается с возрастом или в силу других причин. Они не только восполняют дефицит, но и стимулируют выработку других важных компонентов хондроцитами, например, протеогликанов, что также ускоряет регенерацию. Хондроитин дополнительно оказывает обезболивающее действие, что позволяет снизить дозу противовоспалительных препаратов или даже полностью отказаться от их приема.

Оптимально использовать для восстановления хрящевой ткани препараты, содержащие одновременно глюкозамин и хондроитин, например, «Терафлекс». Это современный хондропротектор с минимальными побочными эффектами1. Его назначают для лечения остеоартроза, дегенеративных заболеваний суставов и позвоночника. При усилении боли, когда требуется активная противовоспалительная терапия, используют «Терафлекс Адванс», в состав которого, помимо упомянутых компонентов, входит ибупрофен (противовоспалительное средство). Курс лечения не превышает 3 недель, дальнейшее применение препарата следует согласовывать с врачом. В линейке есть средство для наружного использования — «Терафлекс Хондокрем Форте», содержащий хондроитин и мелоксикам (противовоспалительное средство). Он способен подавлять воспаление, уменьшать отек, повышать подвижность сустава, купировать боль, при этом способствует восстановлению сустава. 

3D-печать органов

В 2010 году был напечатан первый орган. Это был «голый» сосуд, не связанный с какой-либо тканью. В 2011 году на международной конференции TED (Технологии, Развлечения и Дизайн) представили напечатанную почку. По крайней мере, внешне орган точно выглядел как почка. Ученые были воодушевлены, но почка была далека от совершенства. Ее клеточную структуру еще предстояло доработать.

Первым идею печати органов предложил Томас Боланд. Он попытался использовать обычный принтер, чтоб напечатать белки и бактерии. Конечно, обычный принтер не мог создать трехмерный объект. Но используя идею печати органов, инженер Габор Форгач смог придумать первый 3D-биопринтер «Organovo» и основал компанию «Modern Meadow», успешно напечатавшую кожу и даже мясо, которое можно употреблять как пищу.

В основе работы трехмерного биопринтера лежит свойство клеток склеиваться друг с другом и создавать любую белковую структуру. Аппарат печатает с помощью «биочернил» – клеток, взятых у человека. Чтобы в принтере они не слиплись, их хранят в специальном геле. Печать на биопринтере напоминает приготовление слоеного пирога. Печатает «станок» не по одной клетке, а сфероидами – округлыми скоплениями клеток. Когда первый слой ткани напечатан, аппарат выделяет гель и отделяет уже созданный пласт от нового.

До настоящего времени с помощью 3D-биопринтера уже напечатаны сердечный клапан, фрагмент ткани печени и кожа. Недавно с легкой руки главы австралийского научно-исследовательского института Гордона Уоллеса биопринтер стал печатать не сфероидами, а по одной клетке и «сотворил» нервную ткань, в которой удалось правильно расставить все нейроны.

В настоящее время все эти искусственные ткани используются для тестирования лекарств и косметических средств.

Показания и противопоказания

Так как гиалуроновая кислота содержится во многих системах организма, то её дополнительное использование при наружном нанесении, приеме внутрь в качестве БАДов или введении под кожу не вызывает аллергии и побочных реакций. 

Дело в том, что вещество, в отличие от других кислот, не обладает растворяющими или отшелушивающими свойствами. Этот факт доказан на основе многих научных исследований.

Область использования гиалуроновой кислоты в косметологии чрезвычайно широка:

— поддержание уровня увлажнения кожи;


— сокращение морщин;


— стимулирование роста волос;


— изменение контуров лица;


— увеличение губ.

Также благодаря заживляющим и увлажняющим свойствам вещество широко применяется в следующих случаях:

Остеоартрит коленного сустава. Инъекция на основе гиалуроната вводятся в колено и способствуют предотвращению болевых ощущений. 


— Хирургия глаза. Капли с гиалуронкой уменьшают сухость глаз, которая появляется после операций. 


— Регенерация слизистой полости носовых пазух в качестве назального спрея.

Несмотря на большую распространённость применения гиалуроновой кислоты, в качестве инъекций она имеет ряд противопоказаний:

— индивидуальная непереносимость и аллергия;


— наличие воспалительных процессов;


— онкологические, аутоиммунные заболевания;


— беременность и период лактации;


— кожные заболевания;


— хронические болезни;


— нарушение свертываемости крови;


— желчекаменная болезнь.

Помимо этого, побочные реакции после процедур возможны из-за неопытности, неквалифицированности косметолога, а также некачественного материала филлеров.

Причины разрушения хрящевой ткани

Хрящ в суставах подвергается значительным нагрузкам, и в определенных обстоятельствах он не выдерживает: начинает разрушаться. Особенно, если в организме происходят изменения, снижающие его регенеративные способности. В этом случае развивается остеоартрит — заболевание, вызванное дистрофическими изменениями или разрушением хрящевой и костной тканей суставов. Раньше использовалось еще одно название данного состояния — остеоартроз, подчеркивающее возрастной характер изменений. Но, так как на фоне разрушения костно-хрящевых структур неизбежно развиваются воспалительные процессы, и именно они вызывают характерные симптомы, сейчас преимущественно используется термин «остеоартрит», а согласно международной классификации болезней (МКБ-10) оба эти диагноза считаются синонимами. В отношении дистрофических изменений, связанных с разрушением хрящевой и костной тканей позвоночника, принято использовать термин «остеохондроз».

Причины заболеваний

Факторы, вызывающие суставную патологию, многообразны. К ним относятся:

  • травматизация, включая спорт
  • возрастные изменения (проблема молодеет)
  • генетическая предрасположенность;
  • расстройства метаболизма;
  • экология;
  • стрессовые ситуации;
  • гиподинамичный образ жизни или чрезмерные нагрузки на суставы;
  • неполноценное питание – нехватка важных витаминов и микроэлементов;
  • ожирение;
  • инфекция;
Популярные статьи  Восстановление речи после инсульта

При активных занятиях спортом, когда на мениски, хрящи приходится повышенная нагрузка, рекомендуется использовать средства, укрепляющие хрящевую ткань. Лишний вес является сигналом к применению хондропротекторов.

Чтобы не развивалась болезнь, необходимо заниматься профилактикой и лечением на ранних стадиях. Хондпротекторы полезны в качестве предупреждения развития патологии.

Что предложили российские и китайские ученые

Ученые из России и Китая предложили уникальный способ создания хрящевых имплантов для суставов, индивидуальных для каждого пациента. В разработке участвовали представители Института регенеративной медицины Сеченовского университета, а также детской больницы Чунцинского медицинского института. Долгое время они изучали строение хряща и предложили собственные инновационные варианты восстановления хрящевой ткани. Они научились «печатать» ткане-инженерные хрящи, которые заселяются собственными клетками организма и полноценно функционируют.

Методика основана на технологиях биопринтинга. В разработке специального биопринтера приняли участие физики Института фотонных технологий ФНИЦ кристаллографии и фотоники. Оборудование совмещает в себе две технологии:

1. Экструзионная биопечать.

В составе биочернил – клетки. Биопринтер выдавливает струю, путем перемещения форсунки формируется структура сустава, в соответствии с трехмерной компьютерной моделью.

2. Индуцированный перенос с участием лазера.

Клетки распределяются в гидрогеле и располагаются на специальной подложке. Под действием лазера их «выбивают» и переносят вниз. Путем комбинирования клеток удается последовательно создавать конструкт, который имитирует орган, сложную ткань или сустав. Эта технология гораздо более сложная в реализации, чем экструзионная биопечать, но открывает более широкие возможности.

Совсем скоро появится биопринтер, на котором будут печатать индивидуальные импланты для суставов

Российские ученые изучают стволовые клетки человека, находившиеся в космосе 13 дней

Ученые Института регенеративной медицины Научно-технологического парка биомедицины Сеченовского Университета приступили к изучению образцов биологических материалов, которые провели в космосе 13 дней.

Стволовые клетки человека находились в биореакторе «МСК-2» на борту российского сегмента Международной космической станции. Космический эксперимент заключался в подборе оптимальных параметров для создания костной и хрящевой моделей ткани человека, которые будут использоваться в последующих полетах.

Метод выращивания клеток вне живого организма помогает учёным постичь суть роста и развития клеток не только для научных экспериментов, но и для применения в реальной медицинской практике.

«Стволовые клетки человека, которые мы используем в наших космических экспериментах, являются предшественниками всех типов клеток в организме и представляют огромный интерес для медицинской науки. Прежде всего, это перспективный материал, из которого можно получить разные типы тканей для внедрения в клиническую практику. В этом эксперименте мы ставили задачу получить модели костной и хрящевой ткани, так как именно эта ткань первая страдает в условиях невесомости у космонавтов.
Культивирование стволовых клеток на Земле и в космосе значительно отличается из-за воздействия факторов космического полета. Изучая клетки, которые возвращаются к нам с орбиты, мы открываем для себя их уникальные свойства, которые в перспективе лягут в основу создания искусственных органов», — рассказала о ходе космического эксперимента младший научный сотрудник Института регенеративной медицины Наталья Чепелова.

Микрогравитация, которая воздействует на клетки внутри корабля, находящегося на околоземной орбите, также позволяет создавать экспериментальные модели заболеваний in vitro, которые попросту невозможно имитировать в земных условиях. Это обеспечивает беспрецедентные возможности для прорывных исследований.

«После создания модели костной и хрящевой тканей на основе коллагенового матрикса и стволовых клеток, в последующем мы будем изучать процессы, происходящие в них в условиях микрогравитации. Сможем подбирать активные биологические вещества, которые способны предотвращать развитие дегенеративных процессов, а также улучшать регенерацию костных и хрящевых тканей человека. Изучение процессов, происходящих в созданных моделях тканей в условиях микрогравитации, даст нам новые возможности для лечения дегенеративных заболеваний, в том числе остеоартрита и остеопороза, у пациентов на Земле», — добавил младший научный сотрудник Института регенеративной медицины Артем Антошин.

Напомним, что пять лет назад ученые Сеченовского Университета получили лицензию Госкорпорации «Роскосмос» на проведение исследований и опытов за пределами Земли. Совместно с разработчиками НПП «БиоТехСис» ими был создан специальный биореактор, обеспечивающий в космосе условия для выживания и роста различных типов клеток млекопитающих. В 2020 году на МКС была впервые протестирована работа биореактора с клетками. Ученых интересовало, могут ли клетки развиваться в невесомости так же, как на Земле, как они будут выживать во время длительного полета и от каких факторов зависит их функциональное состояние.

Артра

Американский хондропротектор с лучшим сочетанием качества и стоимости. Весьма популярны это средство среди россиян. Таблетки «Артра» стимулируют регенерацию в суставных хрящах. Активные вещества хондропротектора – хондроитин и глюкозамин (в равных пропорциях), также в составе есть кальций. «Артра» очень эффективна при остеоартрозе позвоночника и коленей. «Артра» – хондропротектор третьего поколения. Выраженный положительный эффект при приеме средства заметен через три месяца: уходят боль и воспаление в суставах, спадает отек, хрящевая ткань восстанавливается. Огромный плюс в том, что при начальной стадии заболевания суставов можно добиться полного излечения. Среди минусов препарата «Артра» – несколько побочных эффектов. Некоторые пациенты говорят, например, о болях в животе.

Артра
Unipharm Inc., США

Артра — комбинированный хондропротекторный препарат для базисной терапии остеоартроза периферических суставов и позвоночника с усиленным лечебным эффектом за счет взаимодействия двух компонентов – хондроитина и глюкозамина.

от 2001

Оцените статью
Денис Серебряков
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Ученые создали гель, который имитирует хрящевую ткань
Исследование: смех положительно влияет на организм и развитие мозга