Panoramica concettuale delle procedure di rigenerazione della cartilagine del ginocchio utilizzando il sistema di rilascio di MSC mediato da microrobot magnetici. Il microrobot magnetico contenente le MSC è stato preparato attraverso un processo sequenziale mediante adsorbimento di microcluster magnetici sul microscaffold PLGA e caricamento delle MSC (fase 1). I microrobot caricati con MSC preparati sono stati consegnati al difetto della cartilagine utilizzando il sistema EMA (fase 2). Dopo la procedura di consegna mirata, i microrobot vengono immobilizzati al difetto mediante un magnete permanente (fase 3). Credito: Robotica scientifica (2020). DOI:10.1126/scirobotics.aay6626
Un team di ricercatori affiliato con più istituzioni in Cina e una in Corea ha sviluppato un sistema di micro-robot che ha rigenerato la cartilagine del ginocchio nei conigli. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Progressi scientifici , il gruppo descrive il loro sistema e come ha funzionato.
In molti paesi sviluppati, la popolazione sta invecchiando, il che significa che le condizioni di salute legate all'invecchiamento sono in aumento. Uno di questi disturbi comuni nelle persone anziane è la degenerazione della cartilagine delle ginocchia e dei fianchi. Quando questo accade, un trattamento comune consiste nel sostituire l'articolazione del ginocchio o dell'anca con un dispositivo artificiale. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno trovato un modo migliore per gestire il problema:la ricrescita della cartilagine.
Ricerche precedenti hanno dimostrato che le cellule staminali mesenchimali presenti nel midollo osseo e nel grasso possono essere indotte a crescere nelle cellule della cartilagine. E i ricercatori hanno anche scoperto che le cellule staminali possono essere utilizzate per riparare la cartilagine danneggiata. La sfida è posizionare le cellule del corpo dove sono necessarie e mantenerle in posizione finché non si attaccano al tessuto circostante. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno creato un sistema in grado di superare questi ostacoli, almeno nei conigli.
I ricercatori hanno creato minuscole palline vuote con fori da un polimero chiamato PLGA. Le palline sono state poi ricoperte con una miscela di ferumossitolo (una miscela di ferro) e chitosano (un tipo di zucchero). Il passo successivo prevedeva il riempimento delle palline con cellule staminali mesenchimali coltivate. Le palline sono state iniettate nelle ginocchia di conigli di prova con cartilagine del ginocchio danneggiata (i ricercatori hanno praticato delle tacche su di essa) e i conigli sono stati dotati di magneti per mantenere le palline in posizione.
Dopo tre settimane, i ricercatori hanno scoperto che quei conigli con le ginocchia trattate mostravano segni di ringiovanimento della cartilagine e le palle vuote si stavano degradando come previsto. Quei conigli che non sono stati trattati non hanno visto alcun cambiamento nella loro cartilagine. Il team ha in programma di testare il proprio sistema con animali che hanno ginocchia più simili a quelle umane, e se tutto va bene, per iniziare i test su pazienti umani.
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