Conform cercetărilor de la Universitatea din Alabama, susținută de National Institutes of Health, terapiile cu ultrasunete de intensitate scăzută pot să reconstruiască în viitor, în urma unei răni sau a unei intervenții chirurgicale, genunchi mai puternici.
Profesor de inginerie chimică și a materialelor la Universitatea din Alabama, dr. Subramanian a fost cercetătorul principal în studiul care explorează efectele ultrasunetelor asupra recreșterii cartilajului în cercetarea in vitro și în genunchiului de cadavre de bovine.
Cercetările Dr. Subramanian au progresat de-a lungul anilor de la faza de eprubetă la studiile pe genunchi de cadavre de bovine, testarea la iepure și, mai nou, la investigarea genunchiului de cal, în colaborare cu Universitatea de Stat din Colorado.
Cartilajul care servește drept pernă între oasele genunchiului este o matrice bogată în proteine, cu foarte puține celule. Nu are vase de sânge, deci nu se poate regenera. Chirurgii ortopedici încearcă să compenseze acest lucru cu o tehnică care forează în osul adiacent pentru a crea microfracturi, pentru a produce sânge bogat în celule stem.
Unele dintre celulele mezenchimale rezultate se transformă într-un alt tip, celule condrocite, care sunt necesare pentru regenerarea colagenului. Dar unele devin fibroblaste și creează o formă mult mai slabă de colagen.
Rezultatul este o conexiune mai slabă și un potențial de eșec viitor acolo unde a avut loc leziunea sau intervenția chirurgicală. Dr. Subramanian a investigat o metodă cu costuri reduse care utilizează terapia cu ultrasunete de intensitate scăzută continuă (cLIUS), pentru a reface cartilajul postoperator de calitate în articulații precum genunchiul sau umărul.
„Am demonstrat dovada conceptului într-un model de iepure, iar în prezent lucrăm pentru a traduce rezultatele într-un model animal mai mare, la cal, care prezintă caracteristici comune apropiate de cele ale unui om”, a spus dr. Subramanian.
La Universitatea de Stat din Colorado, Dr. Brad Nelson și Dr. Jeremiah Easley vor efectua intervenții chirurgicale la oi și vor testa modelul cu ultrasunete pentru a repara deficiențele. Ele vor ajuta, de asemenea, la evaluarea reparării folosind tehnici biomecanice și imunologice.
“După ce au fost aprobate pentru prima dată de Comitetul Instituțional pentru Îngrijirea Animalelor al Asociației Americane pentru Știința Animalelor de Laborator, cercetările anterioare pe iepure au demonstrat cu succes că ultrasunetele susțin integrarea țesutului nou cultivat cu țesutul nativ din jur. Aceasta a fost o dovadă suplimentară a conceptului, pentru a avansa tehnologii precum ultrasunetele pentru uz uman” , a spus dr. Subramanian.
Dr. Subramanian spune că a fost dintotdeauna intrigată de intersecția problemelor transversale dintre biologie, medicină și inginerie.
“Cred că perspectiva mea de inginerie aduce aspecte cantitative acestei cercetări și sunt capabilă să definesc provocările de bază folosind o abordare de modelare a proceselor. De-a lungul anilor, m-am aventurat din ce în ce mai mult în biologia cartilajelor, biochimia de bază și aspecte de biologie moleculară”, a adăugat ea.
Totodată a identificat zone de noi explorări în timpul cercetării. „Una dintre cele mai interesante probleme care trebuie abordată este ceea ce se întâmplă cu articulația și cu țesuturile sale constitutive imediat după un traumatism articular. În acest proiect am de-a face cu repararea pe termen lung a cartilajului. Acum încep să creez modele cu mai multe țesuturi ex-vivo (în afara corpului viu) pentru a înțelege mai bine evenimentele timpurii ale traumei articulare, iar asta va rămâne concentrarea mea în următorii cinci ani ”, a concluzionat dr. Subramanian.
Articol de Cristina Zarioiu
