/ Новости
Хирургам-ортопедам очень нужен такой контрастный агент!
Недавно проведенное американскими учеными исследование показало, что врачи скоро смогут получить эффективный инструмент для выявления расшатывания протеза после операции эндопротезирования. Расшатывание протезов – самая частая причина неудачного исхода подобных операций. Работа демонстрирует, что для выявления пациентов, подверженных этому риску, и для доставки препаратов, способных остановить этот процесс, может быть использована небольшая молекула, дополненная новыми свойствами.
«Этот метод может быть использован для визуализации воспаления вокруг имплантата, что предупредит хирурга о возможном рискерасшатывания протеза. Система может быть использована и для доставки лекарственных препаратов, способных блокировать воспаление, являющееся причиной расшатывания», – говорит доктор медицины Стивен Гоулдринг (Steven Goldring), главный научный сотрудник больницы Hospital for Special Surgery (HSS), принимавший участие в исследовании.
Эта работа – результат сотрудничества ученых HSS и Медицинского центра Университета Небраски (University of Nebraska) – опубликована он-лайн в журнале Molecular Pharmaceutics.
Каждый год в мире проводится 1.5 миллиона операций эндопротезирования суставов, таких как тазобедренный и коленный. В течение 10 последующих лет 10 процентов пациентов, перенесших эндопротезирование, нуждаются в повторной операции, которая не всегда успешна. Например, до 20 процентов пациентов, перенесших повторное эндопротезирование коленного сустава, могут испытывать боль в течение нескольких месяцев или даже лет после хирургического вмешательства.
Наиболее распространенной причиной неудачного исхода таких операций является происходящее со временем расшатывание протеза.
«Расшатывание может быть вызвано разрушением материалов, из которых сделан протез, приводящим к образованию «продуктов износа», выделяемых в окружающие протез ткани», – объясняет доктор Гоулдринг. «Эти частицы вызывают сильное воспаление и накапливаются между костью и протезом. Местное воспаление разрушает кость, и протез расшатывается».
В медицине это процесс известен как остеолиз.
«Остеолиз – наиболее частое долгосрочное осложнение эндопротезирования, и именно он является причиной повторных операций, связанных с еще большими осложнениями и значительными финансовыми затратами», – комментирует проблему доктор философии Эд Пердью (Ed Purdue), директор лаборатории остеолиза HSS. «Никаких реальных методов терапии остеолиза, кроме повторной операции, не существует, и это заболевание очень сложно отследить».
Хотя средства визуализации, такие как рентген, компьютерная и магнитно-резонансная томография, определяют повреждение кости и расшатывание протеза, врачам в идеале очень бы хотелось иметь инструмент, позволяющий выявлять ранние корни проблемы, когда воспаление только начинается и кость еще не разрушена.
«Когда пациенты ощущает боль и получены явные радиографические доказательства, к сожалению, уже произошла значительная потеря костной массы, которую невозможно легко восстановить», – говорит Дон Ван (Dong Wang), адъюнкт-профессор отделения фармацевтических наук Медицинского центра Университета Небраски.
Несколько лет назад доктор Ван разработал нанокомплекс, имевший в своем составе мощный противовоспалительный препарат. Использованный им в этой разработке наноноситель в прошлом применялся для доставки химиотерапевтических препаратов к раковым клеткам. Раковые клетки своими мишенями эта система выбирает, ориентируясь на аномальный рост кровеносных сосудов, вовлеченный в канцерогенез. Ученые заинтересовались, нельзя ли использовать ее для выявления аномального роста кровеносных сосудов и воспаления при других заболеваниях и, возможно, для доставки лекарственных средств. В 2006 году они продемонстрировали, что потенциально система может быть применена для таргетинга суставов, пораженных артритом. В новом исследовании была протестирована способность этого инструмента выявлять расшатывание протезов.
Проведение эндопротезирования на мышах было бы слишком сложной процедурой, поэтому, чтобы имитировать, что происходит при неудачной замене сустава у человека, ученые прибегли к упрощенному варианту. Они ввели частицы материала протеза, образовавшие в результате его износа, в мягкие ткани над черепом мышей. Это вызвало воспалительную реакцию, аналогичную наблюдаемой у людей. Затем они инъецировали наноносители, помеченные флуоресцирующим в ближнем инфракрасном диапазоне маркером, в кровь животных и показали, что они стремятся к воспаленным клеткам. Аутопсия подтвердила эти результаты. Кроме того, наносистема оказалась способной доставлять противовоспалительный препарат дексаметазон непосредственно в зону воспаления, где он успешно подавлял его и предотвращал остеолиз.
Для диагностики воспаления, вызванного частицами материала изнашивающегося протеза, ученые разработали контрастный агент (P-IRDye) для оптической визуализации, флуоресцирующий в диапазоне ближнего инфракрасного света, основанный на сополимере (N-(2-гидроксипропил)метакриламид) (N-(2-hydroxypropyl)methacrylamide (HPMA)). Через 6 дней после введения P-IRDye в вену хвоста мышей флуоресцентный краситель накопился в зоне воспаления в мягких тканях над черепом животных (нижний ряд). В контрольной группе P-IRDye вводился животным без индуцированного частицами износа воспаления и равномерно распределялся по организму (верхний ряд).
(Рисунок: pubs.acs.org)
«Одной из проблем системной доставки лекарственных препаратов является то, что они воздействуют на нормальные ткани всего организма, вызывая побочные эффекты», – объясняет доктор Гоулдринг. «С помощью этих наночастиц можно избежать системной токсичности и избирательно доставлять препараты к месту воспаления».
Доктор Пердью отмечает, что, скорее всего, для лечения остеолиза врачи в конечном итоге будут использовать не дексаметазон, а другие лекарственные вещества, но в статье приведено доказательство состоятельности самого концепта.
Система наноносителей должна быть протестирована на животных моделях с протезами суставов, а затем в клинических испытаниях, но ее разработчики полагают, что им удастся быстро перейти от доказательства принципа к исследованиям на организме человека.
«Одним из преимуществ здесь является то, что в Европе и США уже одобрено проведение I и II фаз клинических испытаний этой системы для усовершенствования противораковой химиотерапии, так что мы уже преодолели один из нормативных барьеров», – поясняет доктор Гоулдринг. «То, чем мы теперь занимаемся, это поиск других терапевтических агентов, которые можно было бы соединить с наноносителями для более селективного таргетинга воспалительного процесса, вызванного частицами износа протеза.
Аннотация к статье
Источник: http://www.nanonewsnet.ru/articles/2011/khirurgam-ortopedam-ochen-nuzhen-takoi-kontrastnyi-agent
Поделиться в Живом Журнале
Стать расой бессмертных – главная эволюционно-историческая задача человечества в III тысячелетии
Имея мышление бессмертных, парадигму бессмертных в качестве мировоззренческой основы, такие люди обязательно реализуют подобные технологии, и мир радикально изменится. Эволюционная ветвь гомо сапиенс в очередной раз сделает крутой вираж и вынесет человечество к невообразимым высотам, туда, где раньше парили только избранные одиночки – бессмертные и боги.
ПодробнееРобот открыл холодильник и принес оттуда пиво
Немецкие разработчики научили гуманоидного робота-помощника TIAGo самостоятельно искать путь к холодильнику, открывать его и приносить пиво. Модульный суперкомпьютер NVIDIA Jetson TX2, служащий зрительным центром робота, позволил ему не только эффективно проложить путь, но и найти пиво запрошенной марки по этикетке.
ПодробнееВ Швеции попытаются создать электронные копии умерших людей
Руководство крупной сети шведских похоронных бюро «Феникс» поставило перед собой амбициозную цель: попытаться создать максимально правдоподобные электронные копии усопших людей.
ПодробнееУчёные из США разработали искусственный аналог глаза
Новое изобретение представили учёные из Школы инженерных и прикладных наук при Гарвардском университете — они создали искусственный глаз, работающий по принципу человеческого.
ПодробнееАмериканцы занялись разработкой реактивных дронов для истребителей
Массачусетский технологический институт по заказу ВВС США занялся разработкой компактных реактивных беспилотных летательных аппаратов, которые можно было бы запускать со стандартного подвеса для ракет под крылом истребителя. Новая разработка получила название Firefly.
ПодробнееToyota представила гуманоидного робота с экзоскелетным управлением
Компания Toyota представила гуманоидного робота T-HR3, управляемого с помощью экзоскелетного контроллера с шлемом виртуальной реальности. Система позволяет оператору управлять движениями робота на месте или передвигать его, а также чувствовать отдачу при взаимодействии с объектами.
ПодробнееЧеловекоподобный робот научился делать сальто
Специалисты Boston Dynamics научили прямоходящего робота Atlas выполнять сальто. Ролик с демонстрацией его новых способностей опубликован на YouTube-канале компании.
ПодробнееРобот-спасатель от Honda: пять «глаз» и 33 степени подвижности
На Конференции по робототехнике в Ванкувере компания Honda представила прототип робота-спасателя E2-DR. У новинки 33 степени подвижности, пять «глаз» и защищенный от пыли и влаги корпус.
ПодробнееToyota представила автомобиль-робот, в салоне которого сразу 2 водительских места
Казалось бы, суть самоуправляемых автомобилей заключается в том, чтобы максимально обеспечить удобство пассажиров и «убрать» из салона водителя, доверив контроль за ситуацией роботу. Вроде бы логичное решение, но вот автоконцерн Toyota думает иначе. Недавно они представили крайне продвинутую версию самоуправляемого авто. Только вот водительских мест в нем аж целых два.
ПодробнееRHP2 - гуманоидный робот, созданный для того, чтобы падать, подниматься и снова падать
Исследователи-робототехники во всем мире тратят безумно большое количество времени и усилий для того, чтобы предотвратить или уменьшить вероятность падения создаваемых ими роботов.
ПодробнееМифы и факты о сверхумном искусственном интеллекте
Станет ли искусственный интеллект лучшим изобретением человечества или же, наоборот, его худшей ошибкой?
Подробнее/ мнения экспертов и членов инициативной группы
- Сергей ВладимировичДоктор философских наук, профессор
Кричевский«...В таком теле, как бы там медицина ни боролась, увы, есть масса рисков, радиационных и прочих, которые пока непреодолимы. И мы не можем существовать вне Земли, в этой враждебной среде, не решив эти вопросы».
- ДмитрийПредседатель оргкомитета политической партии «Эволюция 2045», основатель движения «Россия 2045», президент конгресса GF2045
ИцковСтрах перед умиранием, на которое запрограммированы наши биологические тела, словно сковал волю руководителей человечества и сформировал непреодолимое табу на публичное обсуждение и принятие решений по борьбе со смертью.
- Давид ИзраилевичДоктор философских наук, профессор, главный научный сотрудник Института философии РАН, сопредседатель Научного совета РАН по методологии ИИ
Дубровский«... этот проект ["Россия 2045"], безусловно, заслуживает всемерной поддержки. Он инициирован молодыми людьми, полными веры в свою высокую миссию. Это яркий акт пассионарности... вызов нашей академической общественности, среднему, сероватому научному сознанию, лишенному порывов вдохновения».
- Виктор ЮрьевичКандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ТОИ ДВО РАН, композитор, философ
Аргонов«Я думаю, что прежде, чем начать радикальную киборгизацию мозга, необходимо найти нейрокоррелят сознания. Имеет ли он физическую или чисто информационную природу в форме нейросигналов? Есть ли группа нейронов, которая непосредственно ответственна за сознание? Или, может быть, сознание порождается еще более мелкими объектами внутри нейронов...»
- Вячеслав ЕвгеньевичДоктор биологических наук, профессор, изобретатель аппарата «Биоискусственная печень»
РябининЧлен инициативной группы«Вся тенденция развития науки показывает: то, что мы считали невозможным, становится возможным. Кто мог представить, что руки и ноги начнут ходить под влиянием соответствующих импульсов? Прогресс движется не в арифметической, а в геометрической прогрессии...»
- КевинБританский учёный-киборг. Доктор наук в области технической кибернетики (Институт теории информации и автоматизации Чешской АН, 1994). PhD в области электротехники (системы управления) (Имперский колледж Лондона, 1982)
Уорвик«...Я прочел все ваши материалы, и большинство идей мне очень близки. Ваш план работ на ближайшие 30 лет меня восхищает!»
- Владимир АнатольевичРуководитель компании «Нейроботикс»
КонышевЧлен инициативной группы«Перенос мозга в искусственное тело — более выносливое, более совершенное — единственная возможность человеческой расе остаться на Земле...»
- Андрей ЮрьевичКандидат физико-математических наук, координатор международного проекта OpenWorm с российской стороны, научный сотрудник лаборатории Моделирования сложных систем ИСИ СО РАН им. А.П. Ершова
Пальянов«...Когда мы разгадаем червя – мы поймем жизнь...»
- Елена ВладимировнаДоктор биологических наук, заведующая лабораторией липидного обмена РНИИ геронтологии
ТерёшинаЧлен инициативной группы«И не нужно бояться. Проект по созданию носителя для бессмертного разума очень нужен. Конечно, природа рождает умных, талантливых, гениальных людей, но они смертны. Человечество выходит из этого положения — создает книги. И знания так или иначе передаются потомкам. А представьте, гений будет работать вечно!..»
- Виктор ФедоровичЧлен-корр. РАН, профессор МГУ, заведующий лабораторией «Психология общения и психосемантика» (МГУ)
Петренко«Возможно, вырабатывая своеобразную систему значений, не привязанную к нашему конкретному миру, с одной стороны, а с другой – разрабатывая изощренные техники медитации и психопрактики, мы выйдем на контакт с возможными мирами на глубинных медитативных уровнях...»
- Дмитрий ХаметовичХудожник, теоретик искусства, куратор Государственного центра современного искусства (Калининградский филиал)
БулатовЧлен инициативной группы«В ближайшем будущем гибридные схемы из комбинаций живых и неживых элементов позволят вернуть утраченные или изначально отсутствующие функции. И конечно, заметно усилить их по сравнению с обычными...»
- Лев АлександровичДоцент, кандидат технических наук, профессор кафедры САиУ
СтанкевичПервый этап решения проблем бессмертия человека имеет своей главной целью создание нейроуправляемого аватара – гуманоидного робота с человекоподобным скелетом, набором технических мышц и сенсоров.
- Дмитрий ВладимировичИсторик и теоретик культуры, культуролог, консультант по культурному развитию. Доцент Института искусств и культуры и Философского факультета ТГУ
Галкин«Искусство – уникальный ресурс для фабрики инноваций. Только в искусстве креативная мощь так тесно связана с порождением смыслов и гуманизацией технологий...»
- Олег ГеоргиевичАвтор концепции психонетики, разработчик методологии и методик деконцентрации, корпуса техник активизации сознания и прямой работы с сознанием.
Бахтияров"...«Россия 2045» заставит нас обсуждать очень серьезные вопросы, и это обсуждение приведет к серьезным переформулировкам. Я полагаю, произойдет смещение задач от продления жизни на управляемое развитие человека с выходом за пределы человеческих ограничений..."
- НикФилософ, профессор Оксфордского университета, известный своими работами об антропном принципе, основатель (вместе с Д. Пирсом) Всемирной ассоциации трансгуманистов
Бостром«Цифровой путь [бессмертия] – это наша возможность разработать технологию полного копирования мозга, когда мы могли бы создать очень подробную модель конкретного человеческого мозга и воспроизвести ее на компьютере. Тогда мы имели бы потенциал бесконечного существования, создавали бы запасные копии человека и тому подобное...»