science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Microrobotsysteem regenereert kniekraakbeen bij konijnen

Conceptoverzicht van regeneratieprocedures voor kniekraakbeen met behulp van een magnetisch microrobot-gemedieerd MSC-afgiftesysteem. De magnetische microrobot die MSC's bevat, werd bereid via een sequentieel proces door adsorptie van magnetische microclusters op de PLGA-microscaffold en het laden van MSC's (stap 1). De voorbereide MSC-geladen microrobots werden afgeleverd bij kraakbeendefecten met behulp van het EMA-systeem (stap 2). Na de gerichte leveringsprocedure, de microrobots worden geïmmobiliseerd op het defect met behulp van een permanente magneet (stap 3). Credit: Wetenschap Robotica (2020). DOI:10.1126/scirobotics.aay6626

Een team van onderzoekers verbonden aan meerdere instellingen in China en één in Korea heeft een microrobotsysteem ontwikkeld dat kniekraakbeen bij konijnen regenereert. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , de groep beschrijft hun systeem en hoe goed het werkte.

In veel ontwikkelde landen, de bevolking wordt ouder, wat betekent dat verouderingsgerelateerde gezondheidsproblemen toenemen. Een dergelijke aandoening die veel voorkomt bij oudere mensen is degeneratie van het kraakbeen in de knieën en heupen. Wanneer dit gebeurt, een veel voorkomende behandeling is het vervangen van het knie- of heupgewricht door een kunstmatig apparaat. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een betere manier gevonden om het probleem aan te pakken:het kraakbeen opnieuw laten groeien.

Voorafgaand onderzoek heeft aangetoond dat mesenchymale stamcellen die in beenmerg en vet worden gevonden, kunnen worden overgehaald om tot kraakbeencellen te groeien. En onderzoekers hebben ook ontdekt dat stamcellen kunnen worden gebruikt om beschadigd kraakbeen te herstellen. De uitdaging is om de cellen in het lichaam te plaatsen waar ze nodig zijn en ze op hun plaats te houden totdat ze zich hechten aan het omringende weefsel. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben een systeem gecreëerd dat deze hindernissen kon overwinnen, althans bij konijnen.

De onderzoekers creëerden kleine holle ballen met gaten uit een polymeer genaamd PLGA. De balletjes werden vervolgens bedekt met een mengsel van ferumoxytol (een ijzermengsel) en chitosan (een soort suiker). De volgende stap was het vullen van de balletjes met gekweekte mesenchymale stamcellen. De ballen werden geïnjecteerd in de knieën van testkonijnen met beschadigd kniekraakbeen (de onderzoekers maakten er inkepingen in) en de konijnen werden voorzien van magneten om de ballen op hun plaats te houden.

Na drie weken, de onderzoekers ontdekten dat die konijnen met de behandelde knieën tekenen van verjonging van het kraakbeen vertoonden - en de holle ballen gingen achteruit zoals verwacht. Die konijnen die onbehandeld bleven, zagen geen verandering in hun kraakbeen. Het team heeft plannen om hun systeem te testen met dieren met meer mensachtige knieën, en als alles goed gaat, om te beginnen met testen bij menselijke patiënten.

© 2020 Wetenschap X Netwerk