Травма - печальный факт военной службы, особенно в военное время. Согласно исследованию, проведенному учеными Университета медицинских наук Uniformed Services, наиболее частыми являются травмы мягких тканей кожи, жира и мышц.
Из них повреждение мышц особенно трудно излечить. За пределами определенного размера - около одного кубического сантиметра - тело просто не может этого сделать. В результате люди, испытывающие такого рода травму, называемую объемной потерей мышц, теряют функцию мышц и испытывают деформацию, рубцовую ткань или сокращенные мышцы.
Согласно исследованию, проведенному в 2015 году в Журнале исследований и разработок в области реабилитации (рецензируемое издание, опубликованное Департаментом по делам ветеранов), потеря мышечной массы обычно является постоянной.
«В настоящее время основным стандартом лечения травм [потери мышечной массы] является физическая реабилитация», - говорит Бенджамин Корона, ведущий автор исследования. «Доступные документированные случаи не указывают на значительное функциональное восстановление, если не используются ортезы, возвращающие энергию [скобки или другие устройства]. Одна только физическая реабилитация не будет способствовать восстановлению утраченной ткани ».
Корона и его команда исследователей просмотрели записи более чем 500 военнослужащих, уволенных из армии из-за травм в период с 2001 по 2007 год. Они обнаружили, что большинство сломанных костей, полученных в бою, приводят к открытым ранам, и хотя кость может часто ремонтируется, мышцы остаются поврежденными. Военнослужащие, получившие сломанные кости, часто лишаются права на службу не из-за перелома, а из-за инвалидности из-за раны мягких тканей.
«Несмотря на то, что огромное внимание уделяется заживлению кости после перелома открытой голени III типа, на основании текущих результатов следует сделать вывод, что осложнения мягких тканей вносят основной вклад в инвалидность спасенных конечностей», - пишут авторы. «Разработка методов лечения, направленных на [потерю мышечной массы], потенциально может заполнить значительный пробел в ортопедической помощи».
Исторически лучшим курсом лечения было использование лоскута мышц, либо из другой части тела, либо вращающихся из соединенных мышц, чтобы покрыть рану. Это помогает излечить, но не может обеспечить нормальное использование неповрежденной мышцы, и, таким образом, конечность, на которой произошла травма, часто навсегда отключена.
«Было предпринято много попыток восполнить потерянные мышцы», - говорит Ли Тин Хуанг, научный сотрудник Acelity, биотехнологической компании, которая предоставляет регенеративные технологии Министерству обороны. «Эти [переносы мышечного лоскута], как правило, работают не слишком хорошо, потому что для работы мышцы ей нужна энергия, ей нужны нервы, проходящие через нее. Таким образом, вам нужно как-то воссоединить все нервы и кровеносные сосуды, чтобы сохранить имплантированные мышцы живыми и работающими. Это то, что очень трудно сделать ».
Хуан возглавляет новый проект по технологии регенерации мышц, целью которого является изменение существующей технологии компании для решения проблемы потери мышечной массы.
«Главное, очевидно, что существует большая неудовлетворенная клиническая потребность в таком продукте, особенно для пациентов, на которые мы смотрим, для военнослужащих и женщин», - говорит Хуан.
Acelity переименовали пару лет назад, но его основной бизнес находится в процессе регенерации ран, и его продукты можно найти в военных и ветеранских больницах, а также в общественных и даже в зонах военных действий. Прежде всего, они включают терапию ран отрицательного давления (которая забирает жидкость и приносит кровь в рану), ткани из органического материала, называемые тканевыми матрицами для восстановления кожных ран, и раствор для консервации, который поддерживает жизнеспособность матриц тканей на срок до двух лет.
Эти матрицы являются тем, с чего Хуан спрыгивает, когда она создает свою технологию регенерации мышц.
Она начинает с мышц свиньи и использует запатентованный процесс, который очищает ткани от всех клеточных компонентов, которые могут вызвать воспаление или даже быть отвергнутым организмом. Полученный материал, называемый бесклеточной мышечной матрицей, выглядит жутко, как настоящая мышца, с текстурой и волокнами, за исключением того, что он бледный и почти полупрозрачный.
Затем матрицу имплантируют хирургически, стараясь выровнять ее в соответствии с существующей тканью. Хуанг утверждает, что с помощью реабилитации и терапии, чтобы помочь существующей мышечной ткани расти, она может восстановить мышцы вместе.
В более поздней статье Corona, посвященной биоматериалам, рассматривается использование бесклеточных матриц для лечения потери мышечной массы. Его вывод менее радужный, заключая, что, хотя восстановление мышц происходит, оно не настолько, чтобы предложить силу, необходимую для работы мышц. «Существующие данные не подтверждают способность бесклеточных биологических каркасов продвигать физиологически значимый объем скелетных мышечных тканей», - пишет Corona и соавтор Sarah Greising. Тем не менее, они добавляют, что «бесклеточные биологические каркасы остаются жизненно важным инструментом для восстановления VML, который следует продолжать разрабатывать в сочетании с другими биоматериалами, биологическими и реабилитационными терапевтическими стратегиями».
Хуан говорит, что она получила работу на крысах. Затем идут более крупные животные, и она не хочет спекулировать дальше, хотя и говорит, что работает над расширением размеров матриц, которые изначально были квадратными примерно в шесть сантиметров.
«Лично для меня этот проект был одним из самых приятных проектов, над которыми я работал», - говорит она. «Тем более что это может помочь терпеливому населению, которое так много пожертвовало нашей стране».
