Osteoartritas, viena labiausiai paplitusių degeneracinių sąnarių ligų, kasmet pablogina milijonų žmonių gyvenimo kokybę visame pasaulyje. Ši liga, siejama su sąnarių kremzlės dėvėjimosi ir atsinaujinimo proceso sutrikimu, sukelia skausmą, judėjimo apribojimus ir ilgainiui gali lemti visišką sąnario funkcijos praradimą. Nors degeneracinės sąnarių ligos dažnai siejamos su vyresniu amžiumi ir natūraliu senėjimo procesu, vis daugiau jaunų žmonių, įskaitant profesionalius sportininkus, susiduria su reikšmingais kremzlės pažeidimais. Tai rodo, kad liga nėra vien tik senatvės palydovas, bet ir gali būti susijusi su traumomis, genetine predispozicija ar kitais veiksniais.
Amžius - ne vienintelis rizikos veiksnys
Dažnai manoma, kad osteoartritas yra neišvengiamas senatvės palydovas, kuomet sąnarį dengiančio kremzlinio paviršiaus pažeidimai pasireiškia dėl natūralaus senėjimo proceso. Tačiau moksliniai tyrimai ir klinikinė praktika atskleidžia kitokį paveikslą. „Iš tiesų, daugiau nei pusė pacientų, sergančių simptominiu kelio sąnario osteoartritu yra jaunesni nei 65 metų amžiaus, o 25-35 metų amžiaus grupėje, ypač tarp profesionalių sportininkų, nustatoma reikšmingai daugiau kelio sąnario kremzlės pažeidimų“, - pabrėžia Lietuvos sveikatos mokslų universiteto (LSMU) Fiziologijos ir Farmakologijos Instituto (FFI) profesorius ir vienas iš patento autorių dr.
Šie duomenys išryškina poreikį efektyvesnėms ir jaunimui pritaikytoms gydymo strategijoms, kurios ne tik atkuria pažeistą kremzlę, bet ir leidžia greičiau grįžti į aktyvų gyvenimo būdą.
Šiuolaikinės kremzlės regeneracijos iššūkiai
Šiuolaikinėje medicinoje, siekiant atkurti pažeistus sąnarių kremzlės audinius, naudojamos įvairios chirurginės procedūros. Lietuvoje, pasak mokslininkų, pacientams su pažengusiais sąnarių kremzlės pažeidimais yra siūloma Valstybinės ligonių kasos prie Sveikatos apsaugos ministerijos kompensuojama chirurginė kaulų čiulpų stimuliacija ir daugiasluoksnės kolageno-trikalcio fosfato membranos implantacija. Nors šios procedūros gali pagerinti paciento būklę, jos susiduria su keliais reikšmingais iššūkiais.
„Šiuolaikinėje kremzlės regeneracijos chirurgijoje susiduriama su keliais reikšmingais iššūkiais. Pirma, regeneruota kremzlė dažnai nėra tokia pat stipri ir elastinga kaip natūrali hialininė kremzlė, todėl ji gali greičiau susidėvėti. Antra, esant didelio ploto kremzlės pažeidimams, sunku sukurti pakankamai didelius implantus, kurie padengtų defekto plotą. Trečia, po kremzlės rekonstrukcijos operacijų pacientams dažnai tenka ilgai riboti fizinį aktyvumą ir laikytis specialių reabilitacijos programų, kad būtų pasiektas optimalus rezultatas“, - apie kylančius iššūkius pasakoja prof. dr.
Šie iššūkiai skatina mokslininkus ieškoti inovatyvių sprendimų, kurie leistų ne tik efektyviau atkurti kremzlę, bet ir užtikrintų ilgalaikius gydymo rezultatus bei greitesnę reabilitaciją.
KTU ir LSMU mokslininkų proveržis: dviejų sluoksnių membraninis implantas
Atsakymu į šiuos iššūkius tapo Kauno technologijos universiteto (KTU) ir Lietuvos sveikatos mokslų universiteto (LSMU) mokslininkų sukurtas ir Europos patentų biure patentuotas novatoriškas dviejų sluoksnių membraninis implantas. Ši technologija siekia spręsti minėtus iššūkius, siūlydama pažangesnį ir efektyvesnį kremzlės pažeidimų gydymo metodą.
Pasak išradimo autorių, šios technologijos inovatyvumas slypi implanto sudėtinių dalių ir jų gamybos metodų derinyje. „Konstrukte pritaikyti sprendimai leidžia naujai besiformuojančiam audiniui geriau suaugti su aplinkiniais sveikais audiniais, kas turi didelį poveikį ilgalaikiams gydymo rezultatams“, - priduria LSMU FFI docentas ir vienas iš patento autorių dr.
KTU ir LSMU mokslininkų sukurta technologija, siekianti vieno tikslo - pagerinti pacientų gyvenimo kokybę, nes sumažina skausmą, atkuria sąnario funkcionalumą ir užtikrina ilgalaikį gydymo efektą. „Sėkmės atveju ši technologija galėtų būti įtraukta į klinikinę praktiką ir tapti nauju standartu kremzlės pažeidimų gydyme“, - teigia KTU Cheminės technologijos fakulteto (CTF) mokslininkas dr.
Hialininės kremzlės svarba ir trapumas
Hialininė sąnario kremzlė yra itin svarbi sąnario funkcionalumui. Ji dengia kaulų paviršių sąnariuose, mažindama trintį tarp judančių kaulų ir veikianti kaip natūralus amortizatorius. Dėl šių savybių sąnariai gali judėti sklandžiai ir be skausmo. Visgi, nors ši kremzlė pasižymi elastingumu, ji taip pat yra labai jautri pažeidimams ir, deja, pati beveik neatsistato. Tai reiškia, kad kartą pažeista, ji linkusi degeneruoti, o ne regeneruoti, todėl reikalingi specialūs gydymo metodai.
KTU profesorius dr. pabrėžia, kad efektyviam kremzlės audinio atsinaujinimui yra būtina sukurti tinkamą mikroaplinką. „Svarbiausi veiksniai, užtikrinantys šią aplinką, yra tinkama mechaninė atrama, optimali poringumo struktūra, biologinis suderinamumas, augimo faktorių tiekimas ir kontroliuojamas degradacijos mechanizmas“, - teigia KTU profesorius ir vienas iš patento autorių dr. Dainius Martuzevičius. Būtent šiuos kriterijus ir siekia atitikti naujasis dviejų sluoksnių membraninis implantas.
Dviejų sluoksnių implanto konstrukcija ir veikimo principas
Naujojo implanto konstrukcija yra kruopščiai apgalvota, siekiant atskirti ir optimizuoti skirtingas regeneracijos fazes. Implantas sudarytas iš dviejų skirtingų sluoksnių, kurių kiekvienas atlieka specifinę funkciją.
Pirmasis, viršutinis, membraninio implanto sluoksnis yra tiesiogiai atsakingas už sąnario kremzlės regeneraciją. Šį sluoksnį sudarančios medžiagos, tokios kaip celiuliozė ir polikaprolaktonas (PCL), yra kruopščiai parinktos dėl jų biologinio suderinamumo ir gebėjimo palaikyti ląstelių augimą. Be to, ozonu apdorotas šio sluoksnio paviršius skatina organizmo ląstelių prasiskverbimą į implantuotą membraną, jų prisitvirtinimą ir naujo kremzlės audinio formavimąsi. Šiame sluoksnyje taip pat integruoti augimo faktoriai, kurie stimuliuoja kamieninių ląstelių diferenciaciją, t. y. procesą, kurio metu bendrosios ląstelės tampa specializuotomis kremzlės ląstelėmis.
Apatinis sluoksnis, esantis po kremzle, yra atsakingas už po kremzle esančio subchondrinio kaulo regeneraciją. Šis sluoksnis suteikia reikiamą mechaninę atramą besiformuojančiam kremzlės audiniui ir skatina kaulo atsinaujinimą, užtikrindamas tvirtą pagrindą naujai kremzlei.
Konstrukto medžiagos parinktos taip, kad jų degradacija atitiktų audinių regeneracijos dinamiką. Tai reiškia, kad, naujam audiniui susiformavus, polimerai pamažu suyra, išskirdami biologinius komponentus kontroliuojamu būdu. Šis kontroliuojamas irimas yra itin svarbus, kadangi jis palaipsniui pakeičiamas natūraliu audiniu, o ne palieka svetimkūnių organizme.
Biologinis skaidumas ir saugumas
Implanto suirimo produktai yra biologiškai skaidūs ir palaipsniui pašalinami iš organizmo natūraliais metaboliniais keliais. Tai užtikrina, kad implantas nepalieka kenksmingų likučių organizme. „Implanto suirimo produktai yra biologiškai skaidūs ir palaipsniui pašalinami iš organizmo natūraliais metaboliniais keliais, - aiškina dr. D. Martuzevičius. - Naudojamas polimeras - polikaprolaktonas (PCL) - yra gerai žinomas biomedicinoje ir jau plačiai taikomas įvairiose medicininėse srityse, įskaitant siūlus, kaulų fiksacinius implantus ir audinių inžineriją. Šių polimerų irimo metu susidaro kaprono rūgštis - mažos molekulinės masės junginys, kuris organizme yra natūraliai metabolizuojamas ir pašalinamas per Krebso ciklą arba per inkstus. Šios medžiagos nesikaupia organizme ir nėra toksiškos, jei irimo greitis yra tinkamai kontroliuojamas“, - aiškina dr. D.
Toks atsakingas požiūris į medžiagų pasirinkimą ir implanto veikimo mechanizmą užtikrina jo saugumą ir efektyvumą.
Ateities perspektyvos ir ilgalaikiai rezultatai
KTU ir LSMU mokslininkų sukurta technologija atveria naujas galimybes valdyti ir, esant poreikiui, optimizuoti sudėtingą kremzlės regeneracijos procesą. „Mūsų sukurta inovatyvi konstrukto gamybos technologija atveria naujas galimybes valdyti ir, esant poreikiui, optimizuoti sudėtingą kremzlės regeneracijos procesą, siekiant užtikrinti palankius ir ilgalaikius gydymo rezultatus“, - antrina prof. dr. A.
Ši technologija gali ne tik padėti atkurti pažeistą kremzlę, bet ir užtikrinti, kad regeneruotas audinys būtų tvirtas, elastingas ir ilgalaikis, panašus į natūralią hialininę kremzlę. Tai leistų pacientams greičiau grįžti prie įprasto gyvenimo ritmo, sumažinti skausmą ir pagerinti sąnarių funkcionalumą. Galimybė sukurti didesnius implantus taip pat atveria duris efektyvesniam didelio ploto kremzlės pažeidimų gydymui.
KTU ir LSMU mokslininkų patentuota technologija - tai žingsnis į priekį kremzlės pažeidimų gydymo srityje, suteikiantis vilties milijonams žmonių, kenčiantiems nuo osteoartrito ir kitų sąnarių degeneracinių ligų. Ši inovacija, sėkmingai įdiegta į klinikinę praktiką, gali tapti nauju standartu, atveriančiu naują erą sąnarių sveikatos atstatyme.