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Forscher nehmen Herausforderung der Wiederbelebung des Knorpels auf

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Stanford-Orthopädeen erforschen Weisen, Schaden des Gelenkknorpels vorauszusagen und aufzuspüren, um neue Konzepte zu finden, um ihn zu reparieren.

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Constance Chu war ein Medizinstudent, eine Chirurgie beobachtend, die von ihrem Lehrer durchgeführt wurde, als sie ihren ersten Blick des menschlichen Gelenkknorpels, die glatte, glitzernde Schicht sich verfing, die die Enden der Knochen umfaßt, während sie am Knöchel, am Knie und an der Hüfte sich treffen.

? Sie haben nur eine Wahrscheinlichkeit an diesem? ihr Lehrer, Henry Mankin, MD, Leiter der orthopädischen Chirurgie am Massachusetts-Allgemeinkrankenhaus, erklärte ihr. ? Wenn Sie diesen Knorpel beschädigen, es doesn? t wachsen zurück.?

Dieses war der Anfang der 90er und Mankin wurde eins des 20. Jahrhunderts betrachtet? s-Führer in der Forschung auf Knorpel? besonders Gelenkknorpel, der wahrscheinlich von der Wiederaufnahme von der Verletzung unfähig ist, weil er Nerven und Blut ermangelt, der Körper? s die zwei meisten wichtigen Werkzeuge für das Heilen. Sein grundlegender Metabolismus wurde geglaubt, umso langsam zu sein, dass dem Gewebe als fast träge galt. Mit dem stellen Sie von den Eigenschaften ein, die einzige Hoffnung für schädigende Verbindungen war, sie durch künstliches etwas zu ersetzen.

Jetzt behandelt ein Stanfordprofessor der orthopädischen Chirurgie, Chu die Art der Knorpel- und Ligamentverletzungen, die gewöhnlich führen, um Wiedereinbau zu verbinden. Sie ist jedoch überzeugt dass Gelenkknorpel sich heilen kann. Sie und einige Stanford-Kollegen erforschen Weisen, den Schaden dieses höchst wichtigen Knochenschutzes vorauszusagen und aufzuspüren, um neue Behandlungen zu finden und die schnell steigende Flut der Leute aufzuhalten, deren Verbindungen heraus tragen.

? Das folgende Erzeugung der orthopädischen Vorrichtungen? besagter William Maloney, MD, Professor und Stuhl von Orthopädie bei Stanford? wird in der Natur biologisch sein: Protein und Zellen, nicht Metall und Plastik.?

Knorpelforschung hat erst vor kurzem breiteres Interesse gewonnen. Tatsächlich als sie ein junger Forscher war, welche nach Weisen, Knorpel von den Stammzellen zu wachsen sucht und Bilder des Gelenkknorpelverhaltens gefangenzunehmen, sagte Chu? Leute fungierten, wie ich verrückt war. Jetzt möchte jeder in der Lage sein, es zu tun.?

Hauptfahrer der Knie- und Hüftewiedereinbaue

Verstehender Gelenkknorpel ist am Herzen dieses folgenden Erzeugung der orthopädischen Vorrichtungen, gedrückt durch eine schnell steigende Notwendigkeit am gemeinsamen Wiedereinbau. Viele Leute? 27 Million von ihnen in den Vereinigten Staaten? seien Sie mit den Schmerz vertraut, die durch schädigenden Gelenkknorpel verursacht werden, andernfalls als Osteoarthritis bekannt. Diese Bedingung ist der Primärantrieb für die Knie- und Hüftewiedereinbaue, die bereits mehr als 7 Million Amerikanern gegeben werden. Osteoarthritis ist deutlich altersgebunden, also drückt das Altern der Baby-ausgewachsenes männliches Känguru sogar höher die Zahlen, die unter Osteoarthritis und den gemeinsamen Wiedereinbauen leiden, die normalerweise folgen.

Gerade letztes Jahr, wurden andere 800.000 Knie und Hüften ersetzt. Gemeinsame Wiedereinbauzahlen steigen so schnell, dass die amerikanische Akademie der orthopädischen Chirurgen die durch 2030 die kombinierte Nachfrage nach Hüfte projektiert und Kniewiedereinbaue die Verwendbarkeit der Chirurgen überflügeln kann, um die Verfahren durchzuführen.

Die gegenwärtigen Plastik- und Metallersatzteile sind- aber nicht zu vervollkommnen gut und ziehen an? t-Funktion sowie eine normale Verbindung. Schließlich müssen viele der Implantate selbst ersetzt werden. Die Metalllegierungen in den Implantaten können korrodieren; Plastik auch trägt heraus. Und Metallpartikelhalle durch einige Implantate kann gesundes Gewebe zerstören oder Vergiftung verursachen.

Kosten sind auch ein Fahrer. 2005 orthopädisch-pflanzen Sie Kosten in den Vereinigten Staaten waren $5 Milliarde, Doppeltes ein, was sie 2002 gewesen waren. Jetzt fast Hälfte von Medicare? s-Jahrbuch Tally $20 Milliarde für eingepflanzte Gerätenabdeckung wird für Orthopädie ausgegeben. Wirkungsvolle Verhinderung oder frühere biologische Behandlung konnten die Rate der Wiedereinbaue und die folgenden Kosten jener Operationen verringern.

? Mutter Natur erledigte eine leuchtende Arbeit?

Orthopädeen zielen ihre Arbeit auf das Schlüsselpuzzlespiel von ab, wie Knochen und Gelenkknorpel sich benehmen. Gelenkknorpel ist möglicherweise der schwierigste Bestandteil des Entwickelns der neuen biologischen Vorrichtungen für Verbindungen. Die meisten uns Machtblick zu unseren Knochen als dem Arbeitspferd unseres Skeletts, aber es sind Gelenkknorpel, der, Unze für Unze, die die meisten mit wenig tut. Im Allgemeinen nicht dick als ein Groschen, hilft es unseren Verbindungen, gegen Kräfte stark zu bleiben, die mit jedem Schritt dreimal unser Körpergewicht oben hinzufügen können.

Kein kleiner Job, der. Der durchschnittliche Erwachsene unternimmt 1.2 Million Schritte jährlich. Kletternde Dreiergruppen der Treppe die Last, die Verbindungen tragen. Mankin und zwei Mitverfasser eines Vortrags 2005 auf Gelenkknorpel nannten ihn den größten Mitwirkenden zu? außerordentliche Funktionskapazitäten? von den Verbindungen schützt sich er und lässt jene Verbindungen sich mit einem Niveau der Friktion bewegen weniger als jeder künstliche Ersatz.

Die fünf Zonen des Gelenkknorpels? s-interne Architektur ist ein Wunder der funktionellen Konstruktion? eine Reihe unterscheidend verschiedene zellulare Vorbereitungen, die Wasser steuern und verweisen, der Hauptbestandteil des Gelenkknorpels. Dieses Wasser tritt als das Primärc$gewichtlager Element im Knorpel auf. Der Knorpel? s-Schichten? irgendein horizontales, irgendeine Vertikale und einige in der gelegentlichen Reihe? Arbeit mit den Zellen? biochemische Reaktionen, zum des Wassers innerhalb des Knorpels zu manipulieren. ? Mutter Natur erledigte eine leuchtende Arbeit der Technik? besagter Jason Dragoo, MD, außerordentlicher Professor der orthopädischen Chirurgie bei Stanford? zum Punkt, dass neu zu erstellen ist schwierig. Dieses ist eins des Körpers? s die meisten komplizierten Gewebe.?

Das folgende Erzeugung der orthopädischen Vorrichtungen wird in der Natur biologisch sein: Protein und Zellen, nicht Metall und Plastik.

Wenn Forscher folgen, mit, Gelenkknorpel neu zu erstellen, gewann er? t ist das erste mal, dass eine natürliche Substanz beschlossen worden ist, um eine schädigende Verbindung zu ersetzen. Die ersten Experimente im gemeinsamen Wiedereinbau fingen im des späten 19. jahrhunderts Jahrhundert mit einem deutschen Arzt an, der Elfenbein benutzte, um eine junge Frau zu ersetzen? s-Knie. In den dreißiger Jahren prüfte ein amerikanischer Doktor ein ausgeglichenes Glas, das Pyrex genannt wurde, bevor er eine Chromkobalt Legierung fand, um beständiger zu sein.

Die Chirurgie hat seit dem ersten Gesamtkniewiedereinbau 1968 entwickelt. Chirurgen bilden einen langen Schnitt von ungefähr 2 Zoll über dem Knie zu ungefähr 2 Zoll unten. Der Chirurg säubert und bereitet die Enden der Oberschenkelknochens und die Oberseite des shinbone vor, um die Ersatzteile unterzubringen. Die Oberschenkelknochen wird mit einer Metallbedeckung, die sein altes nachahmt, gerundetes Ende mit einer Kappe bedeckt. In die Oberseite des shinbone, setzen Chirurgen einen Stamm ein, der eine Kreis-, tellerförmige Metallbedeckung stützt. Auf diese Bedeckung steht eine ähnlich geformte Schicht Plastik still, dessen Oberfläche einwärts gekurvt wird, um das gerundete Ende der Oberschenkelknochens anzunehmen. Die Rückseite der Kniescheibe wird mit einem Metall oder einem keramischen Knopf gepasst. Mit jenen Bestandteilen an der richtigen Stelle, wird die Oberschenkelknochen herum auf das shinbone gedreht? s-Behälter, mit dem Patella an der richtigen Stelle, zum der Verbindung zu bedecken.

Auf Zellenbasisknorpelreparatur

Die große Hoffnung ist, dass Einblick in die Biologie des Knorpels schädigenden Knorpel wieder beleben lässt und solche drastische Intervention nicht notwendig bildet.

Klinische Studien finden um die Welt statt, um die Implantate zu prüfen, die von den Materialien hergestellt werden, die entworfen sind, um neue Knochen- und Knorpelanordnung anzuregen. Viele dieser Materialien jedoch werden vom Kadavergewebe verursacht, das isn? t einfach, vorbei zu kommen. Behandlungen, die auf dem Patienten beruhen? s besitzen Zellen, um Wiedereinbauknorpel herzustellen sind auch reichlich, obwohl nicht sehr erfolgreich bis jetzt, sagte Maloney. Es dauert eine andere Dekade, bevor auf Zellenbasisknorpelreparatur Verbindungen gut genug für jede mögliche Tätigkeit, die unsere Knie und Hüften über grundlegender Bewegung hinaus betont, er hinzufügte schützt.

Im Laufe dieses Jahres plant Dragoo eine, Knieverbindungs-Reparaturbehandlung zu prüfen zu beginnen, die Stammzellen von der fetten Auflage unter der Kniescheibe als Reparaturmaterial benutzt. Er erntet jene Zellen unter Verwendung der minimal Invasionsinstrumente, eingesetzt ihnen in eine Zentrifuge, um sie zu konzentrieren, den biologischen Kleber zu addieren, der vom Blut, und diese Mischung in den Knorpeldefekt einzusetzen gebildet wird. ? Wir? Re, eine unreife Zelle nehmend und sie mit der rechten Umwelt in den Hoffnungen liefernd, dass sie eine Knorpelzelle bleibt? er sagte.

Sogar zuverlässig, sagte Dragoo, seiend Sie die Fähigkeit, einen 3-D Drucker anzuweisen, Gelenkknorpel neu zu erstellen. Das kann in ein paar Jahren auf einem Klein möglich sein, um als Reparatur auf die Schlaglochversion der Knorpeldefekte zu prüfen. ? Und wann können wir Schlaglöcher behandeln? Dragoo sagte? dann können wir die vollständige Straße erneuern.?

Verhindern des Knorpelschadens

Andere Stanford-Forscher werden nicht nur auf besserem Verständnis gerichtet, wie man mit verpflanzten Formen der Knorpelwiedereinbaue, aber auch arbeitet auf, wie man Knorpelschaden verhindert und voraussagt. Marc Safran, MD, Professor der orthopädischen Chirurgie, hat Jahre der Erfahrung, Athleten zu behandeln? Knorpelverletzungen. Er und Garry-Gold, MD, ein Professor der Radiologie, studiert die Knie der Marathonläufer, die Darstellung verwenden, um gefangenzunehmen, was der Druck des Betriebs zum Knorpel tut und Weisen nachforschen, solchen Schaden zu verhindern. Safran hat auch die anatomischen Unterschiede identifizierent, die jemand verletzbarer Schaden verbinden lassen. ? Wenn wir diesen Schaden am Vorkommnis verhindern können, ist der der reale Schlüssel? er sagte.

Diese Art der Forschung ist wertvoll, weil Gelenkknorpel durch mehr als gerade den Alternprozeß beschädigt werden kann. Wenn die Kontaktpunkte der Knieverbindung geändert werden, dann der Knorpel? s-schützende Sperre nimmt nicht mehr Kontakt richtig auf. Und das most-often geschädigte Element dieser Anordnung ist das vorhergehende cruciate Ligament oder ACL. Junge Athleten, die ihr ACLs zerreißen, stellen in Bewegung eine Verschlechterung des Knorpels ein, die zu frühen Osteoarthritis und die Notwendigkeit am gemeinsamen Wiedereinbau führen kann.

Knorpel und die Disketten zwischen Wirbeln im Dorn haben viele Ähnlichkeiten. Ein anderer Professor der orthopädischen Chirurgie, Serena HU, MD, hat sich auf die Disketten des Dorns konzentriert und gesucht nach neuen Weisen, Diskettenstärke und -funktion zu konservieren. ? Das Verständnis mehr über die Genetik von Diskettendegeneration hilft uns, festzustellen, wem von früher Intervention profitieren? HU sagte. Sie hat auch in ihre Forschung gesehen, dass Bewegung des Dorns Verschlechterung verringert. ? I? VE glaubte immer, dass Sie aktiv bleiben sollten? sie sagte.

Als Chu ihre Karriere begann, war sie einer nur einiger Forscher, die an Gelenkknorpel arbeiten, aber jetzt hat sie viel der Mitarbeiter. Tatsächlich hat die internationale Knorpel-Reparatur-Gesellschaft, gebildet 1997, jetzt mehr als 1.300 Mitglieder in 64 Ländern. Bei Stanford, bei Chu und bei Tom Andriacchi, PhD, ein Professor des Maschinenbauwesens und der orthopädischen Chirurgie, studieren, wie anormale Bewegung Gelenkknorpel des Schadens kopiert. Sie arbeitet mit Gold, der Radiologe, auf dem folgenden Erzeugung der MRI Techniken, um Knorpelverhalten zu ermitteln. Und sie arbeitet mit Bill Robinson, MD, PhD, ein außerordentlicher Professor von Medizin zusammen, um eine Blutprobe zu entwickeln? zu geben uns eine Idee von, was an zum Gelenkknorpel passt, ohne zu müssen, Darstellung zu tun? sie sagte.

Aber ihr lang-laufen lassenprojekt, finanziert seit 2006 von den nationalen Instituten der Gesundheit, sucht eine Weise, Osteoarthritis nichtinvasiv zu bestimmen, bevor Verbindungen anfangen zu verletzen. Die gegenwärtige Methode für Diagnose, arthroscopy, ist ein chirurgisches Verfahren, in dem eine Kamera innerhalb der Verbindung eingesetzt wird.

So wird Chu durch die Resultate ein ihrer neuen Experimente gebegeistert, veröffentlicht dieser Sommer. Die Studie überprüfte die Fähigkeit einer neuen Darstellungtechnik, die die ultrashort Echozeit benannt wurde MRI, die abbildet, um Knorpelgesundheit festzusetzen. Es war eine kleine Studie von 42 Themen: 31 mit ACL-Rissen und 11 außen. Er zeigte, dass die MRI Methode in der Lage war, Schaden zu ermitteln, und etwas weit aufregender: dieser Gelenkknorpel konnte zurückgewinnen. Es dauerte Zeit, aber nach einem neuen Typ ACL-Rekonstruktion und einem Jahr des Restes, die meisten Themen? verletzter Knorpel heilte.