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Los investigadores toman el desafío de restablecer el cartílago

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Los ortopedistas de Stanford están investigando maneras de predecir y de seguir daño al cartílago articular para encontrar nuevos acercamientos para repararlo.

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Constance Chu era un estudiante de medicina observando una cirugía realizada por su profesor cuando ella cogió su primera ojeada del cartílago articular humano, la capa lisa, que relucir que cubre los extremos de huesos mientras que se encuentran en el tobillo, la rodilla y la cadera.

¿? ¿Usted tiene solamente una ocasión en esto? su profesor, Henry Mankin, MD, jefe de la cirugía ortopédica en el Hospital General de Massachusetts, le dijo. ¿? ¿Si usted daña este cartílago, él doesn? ¿t crece detrás.?

¿Éste era el principio de los 90, y Mankin era considerado uno del vigésimo siglo? ¿líderes de s en la investigación sobre el cartílago? ¿especialmente cartílago articular, que es probablemente incapaz de recuperación de lesión porque carece los nervios y sangre, el cuerpo? s dos la mayoría de las herramientas importantes para curar. Su metabolismo básico fue creído para ser tan lento que el tejido era considerado casi inerte. Con eso fije de características, la única esperanza de empalmes dañados era substituirlos por algo artificial.

Ahora un profesor de la cirugía ortopédica, Chu de Stanford trata la clase de lesiones del cartílago y del ligamento que lleven típicamente para articular el reemplazo. Le convencen, sin embargo, de que el cartílago articular puede curarse. Ella y varios colegas de Stanford están investigando maneras de predecir y de seguir el daño a este protector importantísimo del hueso, para encontrar nuevos tratamientos y para provenir la inundación rápidamente de levantamiento de la gente cuyos empalmes se están usando.

¿? ¿La generación siguiente de dispositivos ortopédicos? ¿Guillermo dicho Maloney, MD, profesor y silla de ortopedias en Stanford? va a ser biológico en naturaleza: ¿proteína y células, no metal y plástico.?

La investigación del cartílago ha ganado solamente recientemente un interés más amplio. ¿De hecho, cuando ella era investigador joven que buscaba maneras de crecer el cartílago de las células de vástago y de capturar imágenes del comportamiento articular del cartílago, Chu dijo? la gente actuaba como estaba loco. ¿Ahora todos quiere poder hacerlo.?

Conductor principal de los reemplazos de la rodilla y de la cadera

El cartílago articular de comprensión está en el corazón de esa generación siguiente de dispositivos ortopédicos, empujada por una necesidad rápidamente de levantamiento del reemplazo común. ¿Mucha gente? ¿27 millones de ella en los Estados Unidos? sea familiar con el dolor causado por el cartílago articular dañado, si no conocido como osteoartritis. Esa condición es el ímpetu primario para los reemplazos de la rodilla y de la cadera dados ya a más de 7 millones de americanos. La osteoartritis es distintamente relativa a la edad, así que el envejecimiento de los nacidos en el baby boomes empujará incluso más arriba los números que sufren de osteoartritis y de los reemplazos comunes que sigan generalmente.

Apenas el año pasado, otras 800.000 rodillas y caderas fueron substituidas. Los números comunes del reemplazo se están levantando tan rápidamente que la academia americana de cirujanos ortopédicos proyecta eso por 2030 la demanda combinada para la cadera y los reemplazos de la rodilla puede dejar atrás la disponibilidad de cirujanos para realizar los procedimientos.

¿Las piezas de recambio actuales del plástico y del metal son buenas pero no perfeccionar, y ponen? función de t así como un empalme normal. En última instancia, muchos de los implantes deben ellos mismos ser substituidos. Las aleaciones del metal en implantes pueden corroer; los plásticos, se usarán también. Y la vertiente de las partículas del metal por algunos implantes puede destruir el tejido sano o causar el envenenamiento.

El coste es también un conductor. En 2005, ortopédico-implante los costes en los Estados Unidos eran $5 mil millones, doble cuáles habían sido en 2002. ¿Ahora, casi mitad de Seguro de enfermedad? la publicación anual de s la cuenta $20 mil millones para la cobertura implantada del aparato médico está pasada en las ortopedias. La prevención eficaz o el tratamiento biológico anterior pudo reducir el índice de reemplazos y el coste subsecuente de esas cirugías.

¿? ¿La madre naturaleza hizo un trabajo brillante?

Los ortopedistas están apuntando su trabajo al rompecabezas dominante de cómo los huesos y el cartílago articular se comportan. El cartílago articular es quizás el componente más desafiador de desarrollar los nuevos dispositivos biológicos para los empalmes. La mayor parte de nosotros mirada de la fuerza a nuestros huesos como el caballo de labranza de nuestro esqueleto, pero somos el cartílago articular que, onza para la onza, hace la mayoría con lo más menos posible. Generalmente no más densamente que una moneda de diez centavos, ayuda a nuestros empalmes para seguir siendo fuertes contra las fuerzas que con cada paso pueden agregar para arriba a tres veces nuestro peso corporal.

Ningún pequeño trabajo, de que. El adulto medio toma 1.2 millones de medidas anualmente. Triples que suben de la escalera la carga que los empalmes llevan. ¿Mankin y dos co-autores de una conferencia 2005 en el cartílago articular lo llamaron el contribuidor más grande a? ¿capacidades funcionales extraordinarias? de los empalmes protege, permitiendo que esos empalmes se muevan con un nivel de fricción menos que cualquier substituto artificial.

¿Las cinco zonas del cartílago articular? ¿la arquitectura interna de s es una maravilla del diseño funcional? una serie de arreglos celulares distintivo diversos que controlan y dirigen el agua, el componente principal del cartílago articular. Esa agua actúa como el elemento primario del peso-cojinete en el cartílago. ¿El cartílago? ¿capas de s? ¿algún horizontal, una cierta vertical y algo en arsenal al azar? ¿trabajo con las células? reacciones bioquímicas para manipular el agua dentro del cartílago. ¿? ¿La madre naturaleza hizo un trabajo brillante de la ingeniería? ¿Jason dicho Dragoo, MD, profesor adjunto de la cirugía ortopédica en Stanford? al punto que es difícil reconstruir. ¿Éste es uno del cuerpo? ¿s la mayoría de los tejidos complejos.?

La generación siguiente de dispositivos ortopédicos va a ser biológica en naturaleza: proteína y células, no metal y plástico.

¿Si los investigadores tienen éxito en la reconstrucción del cartílago articular, ganó? t sea la primera vez que una sustancia natural se ha elegido para substituir un empalme dañado. ¿Los primeros experimentos en el reemplazo común comenzaron en el siglo de fines del siglo diecinueve con un médico alemán que utilizó la marfil para substituir a una mujer joven? rodilla de s. En los años 30, un doctor americano probó un vidrio templado llamado Pyrex antes de encontrar una aleación del cromo-cobalto para ser más estable.

La cirugía se ha desarrollado desde el primer reemplazo total de la rodilla en 1968. Los cirujanos hacen una incisión larga de cerca de 2 pulgadas sobre la rodilla a cerca de 2 pulgadas abajo. El cirujano limpia y prepara los extremos del thighbone y la tapa del shinbone para acomodar las piezas de recambio. El thighbone se capsula con una cubierta del metal que mímico su viejo, redondeado extremo. En la tapa del shinbone, los cirujanos insertan un vástago que apoye una cubierta circular, plate-shaped del metal. Encima de esa cubierta reclina una capa semejantemente formada de plástico cuya superficie superior se curve hacia adentro para aceptar el extremo redondeado del thighbone. La parte posterior de la rótula se cabe con un metal o un botón de cerámica. ¿Con esos componentes en el lugar, el thighbone se gira alrededor en el shinbone? bandeja de s, con la rótula en el lugar para cubrir el empalme.

Reparación Cell-based del cartílago

La gran esperanza es que la penetración en la biología del cartílago permitirá que el cartílago dañado restablezca, haciendo tal intervención drástica innecesaria.

Los ensayos clínicos están ocurriendo en todo el mundo para probar los implantes hechos de los materiales diseñados para estimular la nueva formación del hueso y del cartílago. ¿Muchos de estos materiales, sin embargo, se crean del tejido del cadáver, que isn? t fácil venir cerca. ¿Tratamientos que confían en el paciente? s posee las células para hacer el cartílago del reemplazo es también abundante, aunque no muy acertado hasta ahora, Maloney dijo. Tardará otra década antes de que la reparación cell-based del cartílago proteja empalmes bien bastante para cualquier actividad que tensione nuestras rodillas y caderas más allá del movimiento básico, él agregara.

A finales de este año, Dragoo planea comenzar a probar un tratamiento de la reparación del empalme de rodilla que utilice las células de vástago del cojín gordo debajo de la rótula como material de la reparación. Él cosechará esas células usando los instrumentos como mínimo invasores, puestos les en una centrifugadora para concentrarlos, para agregar el pegamento biológico hecho de sangre, y para insertar esa mezcla en el defecto del cartílago. ¿? ¿Nosotros? ¿re tomando una célula no madura y suministrándola el ambiente correcto con la esperanza de que permanezca una célula del cartílago? él dijo.

Aún más confiable, Dragoo dijo, sea la capacidad de dar instrucciones una impresora tridimensional para reconstruir el cartílago articular. Eso puede ser posible en uces par de años en una pequeña escala probar como reparación para la versión del agujero de los defectos del cartílago. ¿? ¿Y cuándo podemos tratar agujeros? ¿Dragoo dijo? ¿entonces podemos volver a allanar la calle entera.?

Prevención de daño del cartílago

Otros investigadores de Stanford se centran no sólo en una mejor comprensión cómo trabajar con las formas trasplantadas de reemplazos del cartílago, pero también en cómo prevenir y predecir daño del cartílago. ¿Marc Safran, MD, profesor de la cirugía ortopédica, tiene años de experiencia el tratar de atletas? lesiones del cartílago. Él y oro de Garry, MD, un profesor de la radiología, está estudiando las rodillas de los corredores de maratón que usan proyección de imagen para capturar lo que hace la tensión del funcionamiento al cartílago, e investigar maneras de prevenir tal daño. Safran también ha estado identificando las diferencias anatómicas que hacen alguien más vulnerable para articular daño. ¿? ¿Si podemos evitar que suceda este daño, ésa será la llave verdadera? él dijo.

Esa clase de investigación tiene valor porque el cartílago articular se puede dañar por más que apenas el proceso del envejecimiento. ¿Si los puntos de contacto del empalme de rodilla se alteran, entonces el cartílago? la barrera protectora de s hace no más el contacto correctamente. Y el elemento dañado most-often de ese arreglo es el ligamento cruciforme anterior, o ACL. Los atletas jovenes que rasgan su ACLs fijan en el movimiento una deterioración del cartílago que pueda llevar a la osteoartritis temprana y a la necesidad del reemplazo común.

El cartílago y los discos entre las vértebras en la espina dorsal tienen muchas semejanzas. Otro profesor de la cirugía ortopédica, Serena HU, MD, se ha centrado en los discos de la espina dorsal, buscando para que las nuevas maneras preserven fuerza y la función del disco. ¿? ¿La comprensión más sobre la genética de la degeneración del disco nos ayudará a determinar quién se beneficiarán de la intervención temprana? HU dijo. Ella también ha visto en su investigación que el movimiento de la espina dorsal reduce la deterioración. ¿? ¿I? ¿VE creyó siempre que usted debe permanecer activo? ella dijo.

Cuando Chu comenzó su carrera, ella era uno solamente de algunos investigadores que trabajaban en el cartílago articular, pero ahora ella tiene un montón de colaboradores. De hecho, la sociedad internacional de la reparación del cartílago, formada adentro 1997, ahora tiene más de 1.300 miembros en 64 países. En Stanford, Chu y Tom Andriacchi, PhD, profesor de la ingeniería industrial y de la cirugía ortopédica, están estudiando cómo el movimiento anormal modela el cartílago articular del daño. Ella está trabajando con el oro, el radiólogo, en la generación siguiente de técnicas de MRI para detectar comportamiento del cartílago. ¿Y ella está colaborando con Bill Robinson, MD, PhD, profesor adjunto de la medicina, para desarrollar un análisis de sangre? ¿para darnos una idea de qué se está encendiendo con cartílago articular sin tener que hacer proyección de imagen? ella dijo.

Pero su proyecto de largo-funcionamiento, financiado desde 2006 por los institutos nacionales de la salud, busca una manera de diagnosticar osteoartritis no invasor antes de que los empalmes comiencen a lastimar. El método actual para la diagnosis, arthroscopy, es un procedimiento quirúrgico en el cual una cámara se inserta dentro del empalme.

Los resultados de uno de sus experimentos recientes emociona tan a Chu, publicado este verano. El estudio examinó la capacidad de una nueva técnica de proyección de imagen llamada el tiempo ultracorto MRI del eco que trazaba para determinar salud del cartílago. Era un pequeño estudio de 42 temas: 31 con los rasgones del ACL, y 11 fuera. Demostró que el método de MRI podía detectar daño, y algo lejos más emocionante: ese cartílago articular podía recuperarse. ¿Tardó tiempo, pero después de un nuevo tipo de reconstrucción del ACL y de un año de resto, la mayor parte de los temas? el cartílago dañado curó.