https://frosthead.com

Как изкуствените мускули могат да преобразят живота на някои военни ветерани

Нараняването е тъжен факт на военна служба, особено във военно време. Според проучване, проведено от учени от Университета за униформени услуги на здравните науки, най-честите са нараняванията на меките тъкани на кожата, мазнините и мускулите.

От тях увреждането на мускулите е особено трудно да се лекува. Отвъд определен размер - около един кубически сантиметър - тялото просто не може да го направи. В резултат на това хората, преживяващи този вид травма, наречена обемна загуба на мускулна маса, губят функция на мускулатурата и изпитват деформация, белег на тъкан или свита мускулатура.

Според проучване от 2015 г. в Journal of Rehabilitation Research and Development (рецензирана публикация, публикувана от Министерството на ветераните), обемната мускулна загуба обикновено е постоянна.

„Сегашният основен стандарт на грижа за наранявания при [обемна мускулна загуба] е физическата рехабилитация“, казва Бенджамин Корона, водещ автор на изследването. „Наличните документирани случаи не показват значително функционално възстановяване, освен ако не се използват ортези, връщащи енергия [брекети или други устройства]. Самата физическа рехабилитация няма да насърчи регенерацията на загубената тъкан. "

Корона и неговият екип от изследователи разгледаха записите на повече от 500 служители на служба, които бяха освободени от военните поради наранявания между 2001 и 2007 г. Те откриха, че повечето счупени кости, поддържани в бой, водят до открити рани и че докато костта може да често се поправя, мускулът се оставя повреден. Членовете на службата, които са получили счупени кости, често биват дисквалифицирани от служба не поради счупването, а поради увреждане поради раната на меките тъкани.

"Въпреки огромно внимание, което се отделя на заздравяването на костите след отваряне на фрактура на пищяла тип III, въз основа на настоящите открития е подходящо да се заключи, че усложненията на меките тъкани дават основния принос за увреждане на спасените крайници", пишат авторите. „Разработването на терапии, насочени към [обемната мускулна загуба], има потенциал да запълни значителна празнота в ортопедичните грижи.“

В исторически план най-добрият курс на лечение беше да се използва мускулна клапа, или от различна част на тялото, или завъртена от свързан мускул, за да се покрие раната. Това помага за заздравяването, но не може да осигури нормалната употреба на невреден мускул и затова крайникът, при който е настъпила нараняването, често е трайно деактивиран.

„Имаше много опити да се замени загубената мускулатура“, казва Ли Тинг Хуанг, служител в Acelity, биотехнологична компания, която предоставя регенеративна технология на Министерството на отбраната. „Тези [мускулни клапи) обикновено не работят прекалено добре, защото за да функционира един мускул, той се нуждае от енергията, трябва да има нерви, които да преминават през него. Затова трябва също така да свържете отново всички нерви и кръвоносни съдове, за да поддържате живия и функциониращ имплантиран мускул. Това е много трудно да се направи. "

Huang ръководи проект за нова технология за регенерация на мускулите, чиято цел е да модифицира съществуващата технология на компанията за решаване на обемната мускулна загуба.

„Основното е, че очевидно има голямата незадоволена клинична нужда от подобен продукт, особено за пациентите, които разглеждаме, за военни военнослужещи и жени“, казва Хуанг.

Acelity ребрандира преди няколко години, но основният й бизнес е в регенерация на рани, а неговите продукти могат да бъдат намерени във военни и ветерани болници, както и в обществени и дори във военни зони. На първо място, те включват терапия на рани с отрицателно налягане (която изтегля течността и внася кръв в раната), мрежи от органичен материал, наречени тъканни матрици за възстановяване на рани по кожата, и консервиращ разтвор, който поддържа тъканните матрици жизнеспособни до две години.

Тези матрици са това, от което Хуанг се отклонява, тъй като изгражда своята технология за мускулна регенерация.

Тя започва със свински мускул и използва собствен процес, който съблича тъканта на всички клетъчни компоненти, което може да причини възпаление или дори да бъде отхвърлено от организма. Полученият материал, наречен ацелуларна мускулна матрица, изглежда зловещо като истински мускул, пълен с текстура и влакна, с изключение на това, че е блед и почти полупрозрачен.

След това матрицата се имплантира хирургично, като се внимава да я подравните, за да съответства на съществуващата тъкан. С рехабилитацията и терапията, за да помогне на съществуващата мускулна тъкан да расте, Хуанг твърди, че тя може да поправи мускула обратно.

По-скорошна статия в Biomaterials от Corona разглежда използването на ацелуларни матрици при лечебна обемна мускулна загуба. Заключението му е по-малко розово, заключавайки, че докато настъпва възстановяване на мускулите, то не е до такава степен, че да предлага силата, необходима на мускула да работи. „Съществуващите данни не подкрепят способността на ацелуларните биологични скелета да насърчават физиологично значим обем на скелетната мускулна тъкан“, пише Корона и съавторът Сара Гризинг. В този смисъл те добавят, че „ацелуларните биологични скелета остават жизненоважно средство за възстановяване на VML, което трябва да продължи да се развива във връзка с други биоматериални, биологични и рехабилитационни терапевтични стратегии“.

Хуанг казва, че е получила процеса да работи при плъхове. Следва по-едри животни и тя не желае да спекулира по-далеч от това, макар да казва, че работи за разширяване на размера на матриците, които първоначално са били около шест сантиметра квадратни.

„Лично за мен този проект беше един от най-удовлетворяващите проекти, по които съм работил“, казва тя. „Особено защото може да помогне на търпеливо население, което е пожертвало толкова много за страната ни.“

Как изкуствените мускули могат да преобразят живота на някои военни ветерани