Eucomis autumnalis - це більше, ніж просто рослина - він може зіграти роль у біомедичній інженерії. Гурчаран Сінгх / Шуттерсток

Останніми роками спостерігається зростання методів біомедичної інженерії, які здатні відновити втрачені тканини та кістки. Наприклад, якщо ви потрапили в автокатастрофу, є способи відновити або відновити втрачену частину тіла або пошкоджені тканини. Іноді пацієнти пройдуть хірургічну реконструкцію; іноді їх оснащуватимуть медичними пристроями, такими як тарілки в колінах або стегнах.

Але ці підходи мають обмеження. Одне полягає в тому, що сталева пластинка не може наслідувати функції пошкоджених тканин або втрачених кісток, тому ви можете втратити рухливість і гнучкість. Інша справа, що ці методи часто включають багаторазові болісні операції та тривале перебування в лікарні. Це не тільки коштує окремому пацієнту багато часу і грошей; це також місця тягар про країну системи охорони здоров'я та її економіка.

Є альтернатива: тканинна інженерія та регенеративна медицина. Цей процес розпочався близько трьох десятиліть тому і часто ґрунтується на існуючих висновках для перевірки нових підходів. Він спрямований на повторну активацію біологічних процесів, щоб утворити продукти, які можуть допомогти регенерації кісток і втраті тканин, викликаним травмою.

Ми серед дослідників, які працюють у цій галузі. Ми вважаємо, що лікарські рослини можуть мати хоча б деякі відповіді на обмеження, викладені вище. Ми вивчили дві рослини, які зазвичай використовуються південноафриканськими традиційними цілителями та травами для лікування переломів кісток та полегшення болю, викликаного остеоартритом.

Наші дослідження дали позитивні результати в лабораторії. Це говорить про те, що сполуки, отримані з цих лікарських рослин, можуть запропонувати цінний спосіб підтримати регенерацію кісток і втрату тканин у людей, які зазнали травми.

Як це працює?

Тканинна інженерія та регенеративна медицина базується на трьох ключових вимогах, що працюють разом: сигнали тканин та органів організму, відповіді на стовбурові клітини та риштування.

Ліси це матеріали, які працюють з біологічними системами для оцінки, лікування, збільшення або заміни будь-яких тканин організму або функцій, таких як зрілі кісткові стовбурові клітини, хрящі, клітини шкіри, клітини мозку та нейрони.

Ці ліси призначені для відновлення або зміни поведінки клітинної фази - тобто, як клітини реагують під час процесів розвитку, таких як формування форми. Ліси також служать шаблонами, керуючи розвитком нових тканин, показуючи їм відповідний шлях для виконання і забезпечуючи, щоб клітини отримували необхідні їм поживні речовини. Але більшість біоматеріалів будівельних лісів, що використовуються в клінічних умовах, не позначають усі ці поля.

Ось чому дослідники шукають альтернативи. І ось тут потрапляють лікарські рослини.

Перспективні рослини

Лікарські рослини давно грали ключову роль у багатьох культурах. Їх роль у тканинних інженерних конструкціях залишається значною мірою невивченою. Але враховуючи, що лікарські рослини, як було встановлено, мають цінність загоєння ран, Фармацевтика і терапії проти старіння, очевидно, вони можуть бути корисними і в нашій галузі.

Ми проводили свої дослідження на кафедрі біомедичних наук у Південній Африці Тшванського університету. Країна є додому до однієї десятої частини всіх видів рослин у світі - це 25 000 відомих видів рослин. Ми зосередилися на двох: Eucomis autumnalis, зазвичай називається ананас Лілія, і Pterocarpus angolensisабо дикий тик.

Рід Eucomis autumnalis століттями використовується для загоєння переломів. Сьогодні його часто використовують як рослинний засіб для післяопераційного одужання та загоєння ран. Pterocarpus angolensis, тим часом, сприяє утворенню хряща та регулює колаген, який є речовиною, багатою кістками та хрящами людини.

Ми поєднували ці рослини із лісами та клітинами свинячого жиру. Ми виявили, що два рослини, які ми визначили, були для лабораторного тестування активованих клітин тіла та посилили формування кісток. Вони також зробили кращу роботу з риштування в поєднанні з відповідними сигналами та стовбуровими клітинами. І вони були добрими в загоєнні ран in vitro - тобто в лабораторії.

Наступний наш крок - провести нашу роботу над моделями на тваринах та з багатьма іншими лікарськими рослинами, що мають подібні якості, як ті, що ми використовували.

Шлях вперед

Це захоплюючі результати, оскільки вони припускають, що включення лікарських рослин з відповідними властивостями до біомедичної інженерії може бути хорошим способом подолати обмеження існуючих підходів.

По-перше, використання лікарських рослин може знизити витрати на лікування, оскільки це економічно та легко доступно. По-друге, це може забезпечити, що пацієнтам не доведеться довго проводити лікарню після процедури через її прискорення формування кісток і активацію клітин, і це додаткова вигода для цього напряму дослідження: економічний бум для Південної Африки.

Прогнозується, що значення біомедичних лісів досягне 1.5 млрд доларів автор 2024. Якщо виявиться, що деякі лікарські рослини Південної Африки підтримують кісткову і тканинну техніку та регенерацію, країна могла б прикути хоча б частину світового ринку біоматеріалів.

Про авторів

Франка Ннека Аларібе, науковий співробітник відділу біомедичних наук, Тшванський університет технологій та Кеолебогіле Ширлі Мотаун, професор тканинної інженерії, Тшванський університет технологій

Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.