Eucomis mùa thu không chỉ là một loại cây - nó có thể đóng một vai trò trong kỹ thuật y sinh. Gurcharan Singh / Shutterstock

Đã có sự gia tăng trong những năm gần đây của các kỹ thuật kỹ thuật y sinh có thể khôi phục mô và xương bị mất. Ví dụ, nếu bạn gặp tai nạn xe hơi, có nhiều cách để khôi phục hoặc sửa chữa phần cơ thể bị mất hoặc các mô bị hỏng. Đôi khi bệnh nhân sẽ được phẫu thuật tái tạo; đôi khi chúng sẽ được gắn các thiết bị y tế như tấm ở đầu gối hoặc hông.

Nhưng những cách tiếp cận này có những hạn chế. Một là một tấm thép không thể thực sự bắt chước các chức năng của các mô bị hỏng hoặc xương bị mất, do đó bạn có thể mất khả năng vận động và linh hoạt. Một điều nữa là những kỹ thuật này thường liên quan đến nhiều ca phẫu thuật đau đớn và thời gian nằm viện dài. Điều đó không chỉ tiêu tốn của bệnh nhân rất nhiều thời gian và tiền bạc; nó cũng đặt một gánh nặng trên một đất nước hệ thống chăm sóc sức khỏe và nền kinh tế của nó.

Có một cách khác: kỹ thuật mô và y học tái sinh. Quá trình này bắt đầu khoảng ba thập kỷ trước và thường dựa trên những phát hiện hiện có để thử nghiệm các phương pháp mới. Nó nhằm mục đích kích hoạt lại các quá trình sinh học để tạo thành các sản phẩm có thể giúp tái tạo xương và mất mô do chấn thương.

Chúng tôi là một trong những nhà nghiên cứu làm việc trong lĩnh vực này. Chúng tôi nghĩ rằng cây thuốc có thể giữ ít nhất một số câu trả lời cho những hạn chế được nêu ở trên. Chúng tôi đã nghiên cứu hai loại cây thường được sử dụng bởi các thầy lang và nhà thảo dược truyền thống Nam Phi để điều trị gãy xương và giảm đau do viêm xương khớp.

Nghiên cứu của chúng tôi đã mang lại kết quả tích cực trong phòng thí nghiệm. Điều này cho thấy các hợp chất được rút ra từ những cây thuốc này có thể cung cấp một cách có giá trị để hỗ trợ tái tạo xương và mất mô ở những người bị chấn thương.

Cách thức thực hiện

Kỹ thuật mô và y học tái tạo dựa trên ba yêu cầu chính làm việc cùng nhau: tín hiệu từ các mô và cơ quan, đáp ứng tế bào gốc và giàn giáo.

Giàn giáo là những vật liệu làm việc với các hệ thống sinh học để đánh giá, điều trị, tăng cường hoặc thay thế bất kỳ mô hoặc chức năng nào của cơ thể như tế bào gốc xương trưởng thành, sụn, tế bào da và tế bào não và tế bào thần kinh.

Những giàn giáo này có nghĩa là để sửa chữa hoặc sửa đổi hành vi pha của tế bào - đó là cách các tế bào phản ứng trong quá trình phát triển như hình thành hình dạng. Giàn giáo cũng đóng vai trò là khuôn mẫu, hướng dẫn sự phát triển của các mô mới bằng cách chỉ cho chúng lộ trình thích hợp để theo dõi và đảm bảo các tế bào có được chất dinh dưỡng cần thiết. Nhưng hầu hết các vật liệu sinh học giàn giáo được sử dụng trong các cơ sở lâm sàng không đánh dấu vào tất cả các hộp này.

Đó là lý do tại sao các nhà nghiên cứu đang tìm kiếm giải pháp thay thế. Và đó là nơi cây thuốc đi vào.

Cây có triển vọng

Cây thuốc đã chơi từ lâu một vai trò không thể thiếu trong nhiều nền văn hóa. Vai trò của họ trong các cấu trúc kỹ thuật mô vẫn chưa được khám phá. Nhưng cho rằng cây thuốc đã được tìm thấy có giá trị trong làm lành vết thương, dược phẩm và phương pháp trị liệu lão hóa, lý do là chúng cũng có thể hữu ích trong lĩnh vực của chúng ta.

Chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu của chúng tôi tại khoa khoa học y sinh của Đại học Công nghệ Tshwane ở Nam Phi. Quốc gia là nhà đến một phần mười của tất cả các loài thực vật trên thế giới - đó là loài thực vật được biết đến 25 000. Chúng tôi tập trung vào hai: Eucomis mùa thu, thường được gọi là Lily dứa, và Pterocarpus angolensishoặc gỗ tếch.

Chi Eucomis mùa thu đã được sử dụng để chữa lành gãy xương trong nhiều thế kỷ. Ngày nay, nó thường được sử dụng như một phương thuốc thảo dược để phục hồi sau phẫu thuật và làm lành vết thương. Pterocarpus angolensis, trong khi đó, thúc đẩy sự hình thành của sụn và điều chỉnh collagen, một chất giàu xương và sụn của con người.

Chúng tôi đã kết hợp những cây này với giàn giáo và tế bào mỡ lợn. Chúng tôi thấy rằng hai nhà máy mà chúng tôi đã xác định để thử nghiệm các tế bào cơ thể được kích hoạt và tăng cường sự hình thành xương. Họ cũng đã làm tốt hơn việc làm giàn giáo khi kết hợp với các tín hiệu và tế bào gốc có liên quan. Và họ rất giỏi trong việc chữa lành vết thương trong ống nghiệm - nghĩa là trong phòng thí nghiệm.

Bước tiếp theo của chúng tôi là thực hiện công việc của chúng tôi trên các mô hình động vật và với nhiều cây thuốc khác có phẩm chất tương tự như những gì chúng tôi đã sử dụng.

Con đường phía trước

Đây là những phát hiện thú vị, bởi vì họ cho rằng việc kết hợp các cây thuốc với các đặc tính có liên quan vào kỹ thuật y sinh có thể là một cách tốt để giải quyết các hạn chế của các phương pháp hiện tại.

Đầu tiên, sử dụng cây thuốc có thể giảm chi phí điều trị vì nó kinh tế và dễ dàng tiếp cận. Thứ hai, nó có thể đảm bảo rằng bệnh nhân không phải nằm viện lâu sau khi làm thủ thuật do tăng tốc độ hình thành xương và kích hoạt tế bào và có thêm một lợi ích cho dòng điều tra này: sự bùng nổ kinh tế đối với Nam Phi.

Giá trị của giàn giáo y sinh được dự đoán sẽ đạt 1.5 tỷ USD bởi 2024. Nếu một số cây thuốc của Nam Phi được tìm thấy để hỗ trợ kỹ thuật tái tạo và kỹ thuật xương và mô, quốc gia này có thể tạo ra ít nhất một phần của thị trường vật liệu sinh học toàn cầu.

Về các tác giả

Franca Nneka Alaribe, Nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Khoa Khoa học Y sinh, Đại học Công nghệ Tshwane và Keolebogile Shirley Motaung, Giáo sư Kỹ thuật mô, Đại học Công nghệ Tshwane

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.