7letá dívka strčí prst do rotujících paprsků kola svého bratra. Špička se utrhne.
brzy dorazí na pohotovost, kde Dr. Christopher Allan a jeho kolegové lékaři uw čelí rozhodnutí. Měli by se pokusit o mikrochirurgické opětovné připojení? Sešít ránu, aby se minimalizovalo poškození tkáně? Nebo by měli držet špičku zpět jako „biologický obvaz“, aby chránili ránu a doufali, že se roubuje zpět na prst?
Po hodině pod mikroskopem, kde se snažili najít tepnu dostatečně velký, aby opravy, píchali do prstu a řekl rodičům, že by pravděpodobně zemře. Stalo se. O osm týdnů později dívka přinesla Allanovi chybějící prst v plastovém sáčku.
na její ruce byla dokonale funkční nová.
Allan, tehdy a nyní chirurg v centru rukou, ramen a loktů v Harborview Medical Center v Seattlu, věděl z případových studií, že děti mohou znovu růst amputované prsty. Ale nikdy nebyl svědkem toho opětovného růstu na vlastní kůži.
když to viděl, přimělo ho, aby strávil následujících 15 let zkoumáním, zda by dospělí mohli někdy udělat totéž.
rukavice
rotační modelovací proces používaný ve výzkumu k vývoji ohřívací rukavice.
REHEAL výzkumu rukavice
Se spolupracovníky po celé zemi, našel buňky schopné regenerace v prstů dospělých, studoval regenerační divu, že je zebrafish, a pomáhal stavět futuristické rukavice, které mohou chránit léčivé ruce.
každá výzkumná oblast je kousek skládačky, která by, pokud by byla vyřešena, pomohla lékařům znovu získat ztracené konečky prstů, prsty nebo dokonce celé končetiny.
jako chirurg v traumatologickém centru úrovně jedna Allan ví, že potřeba je skvělá. Poranění rukou představuje 30 procent všech amputací a deset procent návštěv pohotovostního oddělení. Podle Centra pro kontrolu a prevenci nemocí to ročně činí více než čtyři miliony případů.
„vidíme zde tolik traumatických zranění, ale můžeme toho udělat jen tolik,“ řekl Allan, který je také vyšetřovatelem Institutu kmenových buněk a regenerativní medicíny UW Medicine. „Myšlenka jiného přístupu, než jen šití něčeho zpět, má velkou přitažlivost.“
protetika a robotika mohou nabídnout určitou úlevu pacientům, kteří ztratili číslice nebo končetiny, řekl Allan. Transplantace rukou, i když jsou stále vzácné, byly provedeny desítkykrát po celém světě. Allan si myslí, že ideálním řešením by bylo obnovit funkční novou číslici nebo končetinu.
Tady je jeho snem se k léčbě budoucích pacientů, kteří ztratili prsty v nehodě: ten by se kmenové buňky pacienta, a jim rostou rychle v kultuře; postavit lešení z biomateriálu, že by podpora těchto buněk, la kost; a pak poslat chemické nebo mechanické signály, aby je přemluvit k opětovnému růstu tkáně. To vše by se stalo v bezpečném prostředí, kde by se tkáň mohla hojit, jako v té futuristické rukavici.
vědci ještě musí identifikovat všechny překážky tohoto snu, natož je vyřešit. Nicméně, široké obrysy toho, co vědci musí udělat, jsou známy. Nejprve potřebují buňky schopné regenerace a mnoho z nich. V příspěvku z roku 2016 Allan a jeho tým ukázali, že i když jsme dospělí, naše prsty si zachovávají populaci buněk, které se mohou při správném signálu proměnit v jiné typy tkání.
To naznačuje, že důvodem, proč dospělí nemohou dorůst prstu jako, že 7-rok-stará dívka není biologický zákon, ale něco jiného: není dost buňky schopné regenerace, nebo nedostatek správné prostředí, nebo chybějící signál k nastartování regeneračního procesu.
odpovědi mohou číhat v jednom z regeneračních divů přírody, zebrafish. Pokud je jeho ploutev amputována, jednoduše roste nová.
Zebrafish ocas
pokud zebrafish ztratí ocas, znovu vyroste nový.
dania pruhovaného ocasu
Allan spolupracuje s Ron Kwon, UW asistent profesor ortopedie a sportovní medicíny, aby pochopili biologické základy, že opětovný růst, a uvidíte, jak to srovnává s námi savců.
Jeden hlavní otázkou je, zda buňkách savců, pokud jsou umístěny na správné prostředí, mají potřebné molekulární stroje vypěstujte přídavky. Prozkoumat to, vědci zkoumají, jak myší buňky, když jsou roubovány do regenerační ploutve zebrafish, funkčně reagují na jejich prostředí, a jak se tato reakce liší od buněk zebrafish.
pak je tu REHEAL glove, bioinženýrská inteligentní rukavice, jejíž zkratka znamená regenerativní hojení traumatu končetin. Byl vyvinut ve spolupráci s vědci z University of Texas-Arlington, rukavice používá negativní tlak, aby sát tekutiny z rány a pomáhají podporovat růst buněk a krevní oběh. Rukavice začnou klinické zkoušky v Harborview později v létě, řekl Allan.
regenerace ztracených prstů zní jako sci-fi. Možná je. Allan stejně pokračuje. Viděl devastaci pacientů, kteří si uvědomí, co ztratili spolu s prsty nebo rukama.
kdykoli má pochybnosti, jeho mysl se unáší zpět k té 7leté dívce a jejímu znovuzrozenému prstu.
„pokud se jakákoli lidská tkáň jakékoli velikosti může regenerovat v jakémkoli věku, naznačuje to možnost dělat totéž na jiných místech, s většími objemy tkání, v jakémkoli věku,“ řekl. „Naše skutečné regenerační limity nejsou známy.“
kontakt pro média: Jake Siegel, 206.616.8376, [email protected]
