Μόσχευμα ιστός άρθρωση: Μια διεπιστημονική ομάδα από την Columbia Engineering, το Columbia’s College of Dental Medicine and Department of Medicine, Louisiana State University, LaCell LLC και Obatala Sciences έχει πλέον βιο-μηχανικά μοσχεύματα ζωντανών οστών χόνδρου, που ταιριάζουν ακριβώς με τον παραλήπτη, τόσο βιολογικά όσο και ανατομικά.
Η πιο πρόσφατη μελέτη τους, που δημοσιεύθηκε στην Επιστημονική Αναγεννητική Ιατρική, βασίζεται σε μια μακρά σειρά από τις προηγούμενες έρευνές τους που ξεκίνησαν το 2005 σχετικά με λειτουργικούς χόνδρους και οστά για αναγεννητική ιατρική και μοντέλα ασθενειών ιστών.
Οι συγγραφείς χρησιμοποίησαν το Yipatan minipig για να καθορίσουν τη μεθοδολογία τους για την ανοικοδόμηση TMJ χρησιμοποιώντας τα κύτταρα των παραληπτών. Η ομάδα απομόνωσε τα βλαστοκύτταρα από μια μικρή ποσότητα λίπους που ελήφθη από κάθε ζώο, επέκτεινε τα κύτταρα σε καλλιέργεια για να αποκτήσει επαρκή αριθμό για ένα μεγάλο μόσχευμα και τα προκάλεσε στα κύτταρα χόνδρου και σχηματισμού οστών.
Χρησιμοποιώντας την κατασκευή με καθοδήγηση της απεικόνισης, οι ερευνητές διαμόρφωσαν ένα μπλοκ κλινικά χρησιμοποιούμενης αποαπολωμένης μήτρας των οστών των βοοειδών στην ακριβή γεωμετρία του TMJ που επισκευάζεται. Εγχύθηκαν με κύτταρα που σχηματίζουν οστά, προκαλώντας ταυτόχρονα σχηματισμό χόνδρου συμπιέζοντας ένα επιφανειακό στρώμα πάχους 1 mm συμπυκνωμένων μεσεγχυματικών κυττάρων. Έφτιαξαν τον αντίστοιχο θάλαμο βιοαντιδραστήρα έτσι ώστε το ικρίωμα να στερεώνεται σφιχτά σε αυτό, σαν ένα χέρι σε ένα γάντι.
Λεπτομερής μορφολογία του βιο-μηχανικού μοσχεύματος 6 μήνες μετά την εμφύτευση (αριστερά) σε σύγκριση με τη φυσική άρθρωση (δεξιά). Διακριτές ινώδεις, πολλαπλασιαστικές και υπερτροφικές ζώνες στο στρώμα του χόνδρου είναι καλά εδραιωμένες. Επειδή ο χόνδρος και το οστό σχηματίζονται υπό διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες, ο σχηματισμός μοσχευμάτων TMJ απαιτούσε έναν εξειδικευμένο βιοαντιδραστήρα που παρείχε ξεχωριστή παροχή μέσων καλλιέργειας οστών και χόνδρου στις δύο περιοχές ιστού.
Οι ερευνητές βελτιστοποίησαν την αιμάτωση του μέσου καλλιέργειας μέσω του οστού και ρέουν πάνω από την επιφάνεια του χόνδρου, προκειμένου να ικανοποιήσουν τις σαφώς διαφορετικές απαιτήσεις διατροφής και φυσικής σηματοδότησης των δύο ιστών. Μόλις εκπληρώθηκαν όλες αυτές οι απαιτητικές συνθήκες, η ομάδα εμφύτευσε τα εξατομικευμένα μοσχεύματα TMJ στα πειραματόζωα για έξι μήνες για να προσδιορίσει την ικανότητα των μοσχευμάτων να αντικαταστήσουν δομικά και λειτουργικά τη φυσική άρθρωση.
«Αυτό που βρήκαμε σε αυτό το νέο έργο θα μπορούσε να είναι μετασχηματιστικό», λέει η PI Gordana Vunjak-Novakovic, καθηγήτρια πανεπιστημίου, Βιοϊατρικής Μηχανικής και Ιατρικών Επιστημών του Ιδρύματος Mikati και καθηγητής Οδοντιατρικής. “Αυτά τα μοσχεύματα είχαν μια εγγενή στρωματοποιημένη εμφάνιση, ενσωματωμένα καλά με τους γύρω ιστούς και παρείχαν τη βιολογική και μηχανική λειτουργία της φυσικής άρθρωσης. Πιστεύουμε ότι αυτή η μεθοδολογία θα μπορούσε να επεκταθεί και σε άλλες βιολογικές μηχανικές αρθρώσεις και να δημιουργήσει μοντέλα υψηλής πιστότητας για τη μελέτη των αρθρώσεων.