Elektra skaudančiuose keliuose – kodėl mokslininkai į sąnarius siūlo implantuoti mažyčius generatorius?

Išardę žiebtuvėlį tikriausiai kadaise esate žaidę su pjezoelektriniu generatoriumi. Tai – mažas prietaisas, kuris pjezokristalo pagalba mechaninę energiją paverčia elektrine. Mokslininkai norėtų panašius generatorius implantuoti į žmogaus kelius.

Tyrimo autoriai Thanh Nguyen ir Yang Liu © Thanh Nguyen

Tyrimai rodo, kad elektrostimuliacija gali paskatinti ląstelių augimą. Tiesa, anksčiau tai buvo pastebėta tik minkštuosiuose audiniuose, o dabar mokslininkai teigia, kad elektros impulsai gali padėti atsistatyti ir kremzliniam audiniui. Kremzlė įprastai sunkiai gyja, o tai – labai svarbi medžiaga sąnariuose. Tik kaip šį audinį stimuliuoti elektra?

Konektikuto universiteto mokslininkai tyrinėja vadinamųjų audinių pastolių naudojimą. Tai – polimerinio nanopluošto implantai, kurie suteikia gerą pagrindą trijų dimensijų struktūroms augti. Tokie pastoliai skatina ląsteles augti į tam tikrą trimatę formą. Galiausiai, nanopluoštas ištirpsta ir jo vietoje lieka sveikas audinys. Tokie audinių pastoliai jau yra naudojami sąnariams gydyti, tačiau taip užaugusi kremzlė dažnai yra silpnesnė nei turėtų būti. Ir štai kur prireiks tų pjezoelektrinių medžiagų.

Mokslininkai teigia, kad elektros energiją išskiriančios medžiagos galėtų paskatinti tvirtesnio kremzlinio audinio augimą. Tam nereikia jokių energijos šaltinių, nes elektros energija būtų generuojama tiesiog judinant sąnarį. Pavyzdžiui, vaikštant. Tai padėtų atstatyti artrito pažeistus sąnarius. Be to, tarp pjezoelektrinių medžiagų yra ir tokių, kurios yra visiškai suderinamos su darbu žmogaus kūne.

Vieną tokią medžiagą jie išbandė triušių keliuose. Triušiai šokinėjo ant bėgimo takelio, taip generuodami mažą, nejuntamą elektros krūvį savo sąnariuose. Po poros mėnesių sąnariai turėjo tvirtą atsinaujinusį kremzlinį audinį – gijimas buvo žymiai spartesnis nei kontrolinės grupės gyvūnuose.

Mokslininkai toliau planuoja bandymus su didesniais ir sunkesniais gyvūnais. Bet labai tikėtina, kad ateityje artrito ar traumų pažeistuose sąnariuose atsiras mažyčiai elektros generatoriai.