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Dai bovini al campo di battaglia: La nuova tecnologia di rigenerazione dell'osso ha vasti benefici

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I materiali avanzati stanno rivoluzionando le nostre vite quotidiane — da abbigliamento alle cliniche… al bestiame?

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Una tecnologia nanomaterial basata di rigenerazione dell'osso sviluppata all'università di Arkansas a Little Rock ha aiutato salvo una vita dell'animale importante. In futuro, questa tecnologia ha potuto aiutare la gente che soffre da vari lesioni e disturbi severi.

Alexandru Biris, direttore del centro di uA Little Rock per le scienze integranti di nanotecnologia, ha condotto lo sviluppo di questa tecnologia, l'impalcatura di NuCress, un riempitore temporaneo e impiantabile per l'osso mancante che incoraggia la rigenerazione sana dell'osso ed è assorbito nel corpo.

Oltre alla sua struttura 3-D unica, il dispositivo può essere caricato con le droghe utili, quali gli antibiotici per combattere l'infezione o ormoni e cellule staminali per incoraggiare la guarigione.

Biris ha cominciato a sviluppare il dispositivo nel 2005, inizialmente intendendolo per rigenerazione di piccole sezioni dell'osso, quale nella mandibola umana. Crede che l'impalcatura di NuCress, l'un giorno, sia uno strumento inestimabile per la riparazione del genere di lacune irregolari e complicate dell'osso vedute spesso in vittime del trauma severo dalla violenza di tempo di guerra, di incidenti stradali e di malattia dell'osso.

Per ora, l'impalcatura sta facendo un nome per stesso nella zona centrale dell'America.

Più di una decade fa, Biris hanno cominciato collaborare con David Anderson, un veterinario e le paia sono state raffinanti e sviluppanti il dispositivo da allora.

Anderson ha condotto i biomateriali e la ricerca di trauma dell'osso dal 1991 attraverso il suo lavoro allo stato di Kansas ed alle università di Stato di Ohio. Dal 2012, è stato un professore e la testa di grandi scienze cliniche animali all'università di Tennessee College di medicina veterinaria. Anderson è un esperto di fama internazionale in ambulatorio ortopedico veterinario, dante ad allocuzioni programmatiche in più dell'le dozzine di paesi ed ha pubblicato estesamente sull'oggetto.

La posizione e la reputazione di Anderson significano che è rivolto a occasionalmente prendere le sue abilità dall'aula alla comunità.

«Le cliniche universitarie veterinarie esistono per due scopi principali. Uno è di istruire gli studenti del veterinario e l'altro è di servire la comunità con competenza avanzata nelle tecnologie,» Anderson ha detto. «Se il veterinario primario non può riparare il problema, possono inviarla al centro di cura terziario alla clinica universitaria veterinaria, in cui l'attrezzatura e la competenza è a disposizione per potere occuparsi di questi tipi di problemi complessi.»

Ciò è esattamente che cosa è accaduto nel 2010, quando è stato contattato da un veterinario locale di cui paziente, un torello in Kansas, ha fatto ferite serie della gamba provocare probabilmente da un punto mal riposto in un foro. Mentre Anderson ed il suo gruppo non erano sconosciuti alle lesioni animali complicate, questo caso era unico.

«Era una frattura aperta che è stata contaminata molto male con capelli, la sporcizia, il concime ed i detriti. L'osso è stato danneggiato severamente,» Anderson ha detto.

Non solo era la lesione severa, ma i pali erano alti- l'animale non erano bovino ordinario.

«Il toro era un toro riproduttore di Angus selezionato aggiungere l'avanzamento genetico per quel gregge. Ciò era probabilmente circa un boll. $20.000. Sarebbe stato una perdita totale per il proprietario se il toro fosse posato.»

Inizialmente, Anderson ed il suo gruppo hanno messo in un sistema scheletrico esterno di fissazione per stabilizzare l'osso, sperante che questo fosse sufficiente per guarire il boll.

Il toro, tuttavia, non stava rispondendo. La complessità e la contaminazione della ferita hanno provocato una rottura dell'osso che non avrebbe guarito semplicemente. L'infezione aveva messo dentro, i metodi convenzionali erano stati esauriti ed il toro premiato stava esaurendo le opzioni.

«O abbiamo dovuto fare qualche cosa di drammatico o dovremmo eutanasizzare l'animale,» Anderson ha detto.

Non pronto a smettere, Anderson si è girato verso la sua ricerca con Biris.

Negli studi precedenti, le paia già avevano indicato che la loro impalcatura era efficace per la consegna degli antibiotici. Sebbene questa impalcatura sia più piccola nella dimensione che che cosa il toro avrebbe richiesto, Anderson ha deciso di prendere una probabilità.

«Ho chiamato Alex… ed ho chiesto se potesse fare uno affinchè questo toro vedesse se potessimo provare a controllare l'infezione ed a stimolare l'osso guarire più rapidamente,» Anderson dicesse.

Biris immediatamente è andato lavorare, riportando in scala sull'impalcatura entro volte quasi sei la dimensione del prototipo originale.

L'impalcatura è stata caricata con gli antibiotici ed è stata impiantata dal gruppo di Anderson dentro la gamba fratturata del toro. Poi hanno aspettato, tenendo le loro aspettative basse.

«Quando l'infezione ha diventato quelle dimensioni, è realmente ragionevolmente raro potere da invertirla e la maggior parte di questi animali con tali infezioni finiscono essere perché sono semplicemente troppo grandi per sopravvivere a con un arto amputato,» Anderson eutanasizzato hanno spiegato.

Ma il toro — e l'impalcatura — aspettative sfidate. Non solo l'osso ha guarito, ma l'infezione è stata interrotta nelle sue piste e completamente è stata invertita.

Questi risultati, Anderson asserisce, stavano sbalordendo.

Il toro è ritornato alla funzione completa nel suo gregge in un lasso di tempo relativamente breve ad una frazione del costo al proprietario di ranch che la sostituzione avrebbe compreso.

Mentre questa esperienza non era la prima prova dell'utilità dell'impalcatura, ha rinforzato il suo valore potenziale.

«Non c'è domanda che questo è un prodotto che ha merito reale,» Anderson ha detto. «Può cambiare il modo che facciamo la terapia e che possiamo realmente migliorare i risultati per i pazienti.»

Oggi, il uA Little Rock ha brevettato la tecnologia dell'impalcatura e Biris ed il suo gruppo hanno ricevuto quasi $10 milioni dal dipartimento della difesa degli Stati Uniti per svilupparlo ulteriore. I ricercatori sperano di portare l'impalcatura di NuCress nel test clinico nei prossimi anni, ma ricorderanno sempre il loro primo riuscito paziente — un toro premiato da un ranch nella zona centrale.