מומחה לננוטכנולוגיה באוניברסיטת בראון, מצא דרך לחדש את הסחוס הטבעי בגוף באמצעות פיתוח משטח סינתטי המושך אליו תאים המייצרים סחוס. תאים אלו מדורבנים לאחר מכן להתרבות באמצעות גלים חשמליים
מדענים נאבקים קשות זה זמן רב במטרה לסייע לאלו הסובלים משחיקה ופגיעה בסחוס. שיטה עכשווית מקובלת הינה הזרקת ג'ל מלאכותי המסוגל לחקות את יכולתו הטבעית של הסחוס לשמש כ”סופג זעזועים” בגוף. אך טיפול זה זמני בלבד, ודורש הזרקות חוזרות ונשנות בחלוף הזמן.
עתה, החוקר תומאס וובסטר (Webster), מומחה לננוטכנולוגיה באוניברסיטת בראון, מצא דרך לחדש את הסחוס הטבעי בגוף באמצעות פיתוח משטח סינתטי המושך אליו תאים המייצרים סחוס. תאים אלו מדורבנים לאחר מכן להתרבות באמצעות גלים חשמליים. זהו המחקר הראשון המוכיח ייצור-מחדש מוגבר של סחוס בשיטה זו. “ייצור-מחדש של סחוס הינו סוגיה בעייתית ביותר,” אומר וובסטר, פרופסור עמית במחלקה להנדסה ומחלקת האורתופדיה של אוניברסיטת בראון.
“אינך חש כל כאב כתוצאה משחיקת הסחוס אלא ברגע שנוצר כבר נזק רציני והעצמות מתחככות זו בזו. משום כך, מחקר אשר יעזור לייצור-מחדש של סחוס הינו כה חשוב.” עבודתו של וובסטר משתמשת בננו-צינורות פחמן, אשר הינם צינורות בגודל מולקולארי של פחמן גרפיטי ומהווים את הסיבים החזקים והעמידים ביותר הידועים כיום וגם מאפשרים הולכת חשמל. הם נחקרים באופן נמרץ ומפורט בכל חלקי העולם לשם מגוון יישומים בתחומי המסחר, התעשייה והרפואה. צוות המחקר גילה כי הננו-צינורות, בזכות מאפייני המשטח הייחודיים שלהם, פועלים באופן יעיל לגירוי תאים מייצרי-סחוס, המכונים במדע בשם chondrocytes. פני השטח של הצינורות מחוספס – תחת מיקרוסקופ הם נראים כגוף גבשושי. אך דווקא משטח מחוספס זה דומה לקווי-המתאר של רקמות טבעיות, כך שתאי הסחוס רואים בהם סביבה טבעית ומתאימה להתפתחותם. “אנו בעצם מרמים את הגוף,” אומר החוקר הראשי. “הכול טמון בעובדה שהננו-צינורות מחקים את החספוס הטבעי של הרקמות.”
במחקר קודם השתמשו במשטח מיקרוני, שהינו חלק יותר מזה הננומטרי. החוקר אומר כי הננו-משטחים של קבוצתו עובדים טוב יותר מאשר אלו המיקרוניים בזכות יתר החספוס שלהם וכן בשל היכולת המבנית להתאימם במדויק לאזור הנשחק, בדומה לפלסטר. החוקרים למדו כמו-כן כי הם מסוגלים להמריץ את גדילת תאי-הסחוס באופן צפוף יותר באמצעות הפעלת גלי-חשמל עליהם. המדענים עדיין לא מבינים לחלוטין כיצד הזרם החשמלי מאיץ גדילת תאים אלו, אך הם סבורים כי הדבר מסייע לחדירות יוני הסידן לתאים, כיוון שסידן מהווה מרכיב מפתח בהתפתחות וגדילת הסחוס. הצוות מתכנן לבחון את שיטת הייצור-מחדש של הסחוס בבע”ח, ואם זה יצליח בהם, לעבור לבני-אדם.
הניסויים של וובסטר בייצור-מחדש של סחוס מקבילים למחקר שנעשה על-ידו בדבר ייצור-מחדש של עצם ושתלים שפורסם בשנה שעברה בכתב-העת Nanotechnology. העקרונות זהים לחלוטין: תאים לייצור עצם נצמדים באופן יעיל יותר לננו-צינורות פחמן מחוספסים מאשר למשטחים מסוגים אחרים ומתרבים שם באופן מהיר. בנוסף, ניסויים ביפן ובמדינות נוספות הראו כי הפעלת זרם חשמלי מאיצה את גדילתם של התאים המייצרים את העצמות.
