Ingenieure Ziel zu pioneer tissue-engineering-Ansatz für Kiefergelenks-Erkrankungen

Hier ist etwas zu kauen: Ein in vier Menschen, die betroffen sind, die durch Mängel der Kiefergelenks—oder Kiefer—Gelenk. Trotz der Verbreitung dieses Gebrechen, Behandlungen fehlt, und viele betroffene resort auf palliative Maßnahmen zur Bewältigung der Schmerzen und Entkräftung, die es verursacht.

„Das Kiefergelenk ist zentral, um das kauen, sprechen und so viele andere tägliche Aktivitäten, so dass, wenn dieses wichtige Gelenk gestört ist, gibt es erhebliche negative Auswirkungen auf die Qualität des Lebens“, sagte Kyriacos A. Athanasiou, Distinguished Professor of biomedical engineering an der University of California, Irvine. „Das problem kann mit leichten Schmerzen und einem Klick und bekommen zunehmend schlechter, bis zu dem Punkt, wo es nicht nur Auswirkungen auf die Kiefer, sondern den ganzen Körper.“

Athanasiou ist senior-Autor auf einem Papier vor kurzem veröffentlicht in der Cell Press Journals Trends in Molecular Medicine , untersucht die Ursachen der temporomandibulären Störungen, Fehler der Vergangenheit bei der Behandlung von Ihnen, und neue Ansätze, die basierend auf Gewebe-technische Innovationen entwickelt in seinem Labor. Co-Autoren sind Ryan Donahue, UCI graduate student researcher in biomedical engineering, und Jerry Hu, UCI principal development engineer in biomedical engineering.

Kiefergelenks-Erkrankungen können die Folge von plötzlichen Verletzungen oder Verschleiß im Laufe der Zeit. Die Knorpel-Bandscheibe zwischen dem Unterkiefer und der zeitlichen Knochen unterliegt Verdünnung oder perforation. Die Bedingung betrifft in der Regel Patienten im Alter zwischen 20 und 50. Auffällig ist, prämenopausalen Frauen sind acht mal häufiger zu erleben, Kiefergelenk-Probleme als Männer—die Athanasiou fordert das Kiefergelenk gender-paradox.

Typische Behandlungen umfassen physikalische Therapie, Schienen und Anpassungen, Kortikosteroid-Injektionen und Schmerzmittel. Nur etwa 5 Prozent der Patienten sind Kandidaten für chirurgische Eingriffe. Das Kiefergelenk ist ein Gelenk wie viele andere in den Körper, und Operationen zu reparieren, Knie, Ellenbogen, Hüften und Schultern sind an der Tagesordnung, also warum sind Operationen am Kiefer so selten?

„Es hat zu tun mit der Nähe des Kiefergelenks zum Gehirn,“ Athanasiou sagte. „Zurück in die 1980er Jahre, viele Patienten—vor allem Frauen—nach vorn kam, mit Fragen, die Sie hatten mit dem Kiefergelenk. Die Lösung war zu der Zeit, legen Sie ein Distanzstück zwischen den beiden Knochen artikuliert, die in den Kiefer.“

Die spacer aus Teflon, einem material, genehmigt durch die US Food and Drug Administration.

„Es stellt sich heraus, dass Teflon war eine absolute Katastrophe für all jene Frauen,“ Athanasiou sagte. „Wegen der großen mechanischen Kräfte erzeugt in der Kiefer, die Teflon brach in Stücke, und wegen der Nähe des Kiefergelenks zum Gehirn, jene Stücke, die irgendwie fand Ihren Weg in das Gehirn.“

Dieses Fiasko wieder Therapien für Kiefergelenk Erkrankungen, seit Jahrzehnten, aber jetzt Athanasiou und seine Kollegen in der UCI Department of Biomedical Engineering-arbeiten zu neuen Ansätzen, die meiden synthetische Materialien ganz. Sie sind die Entwicklung von biologischen Kiefergelenk-discs im Labor geeignet ist für die implantation in Menschen.

„Das Endprodukt, dass wir versuchen, Sie zu verwenden, für die Behandlung von Beschwerden von Kiefergelenk-discs wird ein tissue-Engineering-Produkt, das völlig lebendig, biologische und mechanisch vergleichbar mit der realen Sache,“ Donahue sagte. „Also, selbst wenn es bricht, wird es wie andere biologische Komponente, die zimmerreserviereung, ohne das die Stücke des fremden Materials in das Gehirn.“

In der Arbeit detailliert in einer Studie in Science Translational Medicine im Juni 2018, Athanasiou team erfolgreich nahm Zellen aus der Rippe Knorpel des Yucatan Miniatur-Schwein, wuchs Sie in Ihrem Labor und implantiert das tissue Engineering Konstrukt in einem separaten Tier.

In der Erwägung, dass einige Forscher können biotechnologisch hergestellten Zellen in einen anderen Teil der tierischen Körper—auf dem Rücken der Maus, die zum Beispiel von Athanasiou sagte, ein wichtiger Aspekt seiner Gruppe die Arbeit ist, um die neue Scheibe in die genaue Stelle wie die alte, es wird also gelten alle die normalen Belastungen des Gelenks.

„In acht Wochen, sahen wir die vollständige Funktionalität der Kiefergelenke disc, in der Erwägung, dass diejenigen, die wir unbehandelt verschlechtert vollständig, die Entwicklung von full Arthrose im Gelenk,“ Hu sagte. „So konnten wir zeigen, dass durch die Nutzung unserer tissue-engineering“ – Ansatz in eine große Tier-Modell, das wir erreichen konnten, eine außergewöhnliche Heilung.“

Athanasiou sagte, sein team habe das Ziel jetzt ist die Durchführung von Studien mehr große Tier-Modelle, um festzustellen, ob Ihre Lösung wird schließlich in den Menschen. Eine große Hürde wird sein, zu gewinnen Zulassung von der FDA, aber Athanasiou jüngst einige ermutigende Signale von der Agentur.