Электричество в коленях: новые имплантаты избавят от боли при остеоартрозе

Остеоартроз распространен по всему миру. Возможно, ваши родители, бабушки или дедушки страдают от этого недуга и пытаются обустроить комфортную жизнь вместе с ним. Новое устройство, подающее электрический ток к коленям, может помочь в борьбе с остеоартрозом, болезненным состоянием, вызванным износом хряща. Ученые уже успели опробовать имплантаты на кроликах. Результаты исследования опубликованы в журнале Science.

Остеоартрозом страдает около 80% населения США в возрасте 50-60 лет. По данным Департамента здравоохранения Москвы, общая заболеваемость остеоартрозом составляет 8863 пациента (на 100 тыс. населения).

При остеоартрозе в первую очередь поражается суставной хрящ. Когда мы двигаемся, хрящ выполняет роль амортизатора — уменьшает давление на поверхности костей и обеспечивает их плавное скольжение друг относительно друга. В течение жизни мы много тысяч раз сгибаем и разгибаем колени, прыгая, бегая и просто садясь на кровать. На это хрящ реагирует гибко и исправно.

С течением времени постоянная нагрузка заставляет части волокон стареть и разрушаться. Здоровый сустав способен самостоятельно восстанавливать новые волокна. Однако в случае остеоартроза это равновесие нарушается. Хрящ становится уязвимым — в ответ на нагрузку его волокна легко расщепляются. Чем сильнее напирает артроз, тем сильнее разрушается хрящ, покрывающий суставные поверхности. Это деформирует сустав.

Почему это происходит? Единой причины не существует. Скорее, дело в определенном ряде факторов, которые день за днем ослабляют хрящ. На артрозе сказывается в первую очередь старение, травмы, генетическая предрасположенность и врожденные особенности.

Многие экспериментальные методы лечения остеоартроза сегодня находятся в разработке. Среди них — новые лекарства и имплантаты стволовых и незрелых клеток, которые способны развиваться в здоровые клетки любого типа. Недавние исследования показали, что слабый электрический ток может стимулировать клетки хряща в колене к размножению и восстановлению повреждений.

Ученые из Коннектикутского университета разработали биоразлагаемую мембрану толщиной около полмиллиметра, которая вырабатывает электричество при сжатии и растяжении сустава. Материал стимулирует миграцию и зарождение здоровых клеток.

Исследователи решили проверить свою теорию, проделав отверстия в коленном хряще кроликов. Они поместили материал внутрь и после месяца отдыха заставили кроликов прыгать по 20 минут в день. Животные неспешно шли по медленно движущимся беговым дорожкам, чтобы тренировать ноги и генерировать тем самым электрический ток внутри коленей. В результате колени кроликов, которые получили имплантаты, заживали после повреждения хряща быстрее, чем у их обделенных разработкой собратьев. Два месяца спустя команда взяла образцы ткани суставов и оценила их целостность и здоровье под микроскопом. Как оказалось, суставы кроликов значительно укрепились.

Ученым пока не удалось провести предварительные исследования на людях. Но они считают, что материал, из которого изготовлен имплантат, приживется в коленях примерно через два месяца и положительно скажется на будущей жизни суставов. По словам исследователей, дабы материал прослужил дольше и эффективнее, его нужно будет менять раз в несколько месяцев.

Ученые по всему миру ищут способы победить остеоартроз. Например, исследователи из Базельского университета в Швейцарии изготовили имплантаты из носового хряща для восстановления коленных суставов. Единственный способ навсегда вылечить это состояние — заменить колено искусственным суставом из металла или пластика. К сожалению, такие протезы тоже изнашиваются, что приводит к повторному хирургическому вмешательству.

Ученые задались вопросом, можно ли заменить поврежденный хрящ колена здоровым хрящом, взятым из носа. После успешных экспериментов на мышах и овцах исследователи опробовали идею на 34-летнем мужчине и 36-летней женщине. Оба страдали от тяжелого остеоартроза. Сначала им удалили небольшое количество хрящей из структуры, разделяющей ноздри, и трансформировали их в тонкие трансплантаты. Затем хирурги вставили их в поврежденные коленные суставы.

МРТ показало, что носовые хрящи успешно прижились в коленях пациентов. Через восемь месяцев после процедуры оба сообщили о значительном уменьшении боли, улучшении подвижности колена и качества жизни в целом. Оба смогли избежать традиционной замены коленного сустава.

Команда ученых получила одобрение на тестирование подхода еще на 15 людях с остеоартрозом. Если все пройдет хорошо, начнется более масштабное исследование с участием 64 человек. Получив окончательные результаты, ученые наконец выяснят, поможет ли подобное лечение миллионам людей во всем мире.

━━━━━

Анастасия Дегтярева