Новая методика, разработанная Горданой Вуньяк-Новакович, профессором биомедицинской инженерии Фонда Микати в Columbia Engineering и профессором медицинских наук (в медицине) Колумбийского университета, устраняет большие дефекты костей головы и лица с помощью выращенных в лаборатории живых костей. адаптировано к пациенту и лечению дефекта. Это первый раз, когда исследователи вырастили живую кость, которая точно воспроизводит оригинальную анатомическую структуру, используя аутологичные стволовые клетки, полученные из небольшого образца жира реципиента. Исследование опубликовано сегодня в журнале Science Translational Medicine.
"Мы смогли показать на модели восстановления челюсти у свиньи клинического размера, что эта кость, выращенная in vitro и затем имплантированная, может легко регенерировать большой дефект, обеспечивая при этом механическую функцию," говорит Вуньяк-Новакович, который также является директором Колумбийской лаборатории стволовых клеток и тканевой инженерии, содиректором Центра черепно-лицевой регенерации и директором ядра биореактора Центра тканевой инженерии NIH. "Потребность огромна, особенно при врожденных дефектах, травмах и восстановлении костей после онкологических операций. Качество регенерированной ткани, включая васкуляризацию с перфузией крови, превосходит то, что было достигнуто с помощью других подходов. Так что это очень захватывающий шаг вперед в улучшении возможностей регенеративной медицины для пациентов с черепно-лицевыми дефектами, и мы надеемся начать клинические испытания в течение нескольких лет."
Команда Вуньяк-Новакович, в которую вошли исследователи из Департамента биомедицинской инженерии Колумбийского университета, Колумбийского колледжа стоматологической медицины, Университета штата Луизиана и Медицинского факультета Тулейнского университета, изготовила каркас и камеру биореактора на основе изображений дефекта несущей челюсти. чтобы обеспечить идеальную анатомическую посадку. Созданный ими каркас позволял формировать костную ткань без использования факторов роста, а также обеспечивал механическую функцию, что является уникальным преимуществом для клинического применения. Затем они выделили собственные стволовые клетки реципиента из небольшого жирового аспирата и всего за три недели сформировали кость внутри каркаса из костного матрикса в специально разработанном перфузируемом биореакторе. Чтобы имитировать логистику предполагаемых клинических приложений, когда пациент и производство кости находятся в удаленных местах, далеко друг от друга, исследователи отправили биореактор с живой костью через всю страну для имплантации.
Неожиданным результатом стало то, что выращенная в лаборатории кость при имплантации постепенно заменялась новой костью, сформированной телом, чего не наблюдалось при имплантации только каркаса без клеток. "Наша выращенная в лаборатории живая кость служит «поучительным» шаблоном для активного ремоделирования кости, а не окончательным имплантатом," говорит Вуньяк-Новакович. "Эта особенность делает наш имплантат неотъемлемой частью собственной кости пациента, позволяя ему активно адаптироваться к изменениям в организме на протяжении всей его жизни."