Szkoda jest smutnym faktem służby wojskowej, szczególnie w czasie wojny. Według badań przeprowadzonych przez naukowców z Uniformed Services University of the Health Sciences, zdecydowanie najczęstsze są urazy tkanek miękkich skóry, tłuszczu i mięśni.
Spośród nich uszkodzenie mięśni jest szczególnie trudne do wyleczenia. Poza pewnym rozmiarem - około jednego centymetra sześciennego - ciało po prostu nie może tego zrobić. W rezultacie ludzie doświadczający tego rodzaju urazu, zwanego wolumetryczną utratą mięśni, tracą funkcję mięśnia i doświadczają deformacji, blizny lub skurczu mięśni.
Według badania z 2015 r. W Journal of Rehabilitation Research and Development (recenzowana publikacja opublikowana przez Departament Spraw Weteranów), wolumetryczna utrata mięśni jest zazwyczaj trwała.
„Obecnym podstawowym standardem leczenia urazów [wolumetrycznej utraty mięśni] jest rehabilitacja fizyczna” - mówi Benjamin Corona, główny autor badania. „Udokumentowane dostępne przypadki nie wskazują na znaczny odzysk funkcjonalny, chyba że zastosowane zostaną ortezy zwrotne [aparaty ortodontyczne lub inne urządzenia]. Sama rehabilitacja fizyczna nie sprzyja regeneracji utraconej tkanki. ”
Corona i jego zespół badaczy przejrzeli zapisy ponad 500 członków służby, którzy zostali zwolnieni z wojska z powodu obrażeń w latach 2001–2007. Stwierdzili, że większość złamanych kości powstałych w walce powoduje otwarte rany i chociaż kość może często są naprawiane, mięsień zostaje uszkodzony. Członkowie służby, którzy doznali złamania kości, są często dyskwalifikowani z powodu nie złamania, ale niepełnosprawności z powodu rany tkanek miękkich.
„Pomimo ogromnej uwagi poświęconej gojeniu się kości po otwartym złamaniu kości piszczelowej typu III, w oparciu o obecne ustalenia należy stwierdzić, że powikłania tkanek miękkich w większości przyczyniają się do niepełnosprawności uszkodzonych kończyn” - napisali autorzy. „Opracowanie terapii dotyczących [objętościowej utraty mięśni] może potencjalnie wypełnić znaczną lukę w opiece ortopedycznej.”
Historycznie najlepszym sposobem leczenia było użycie płata mięśnia, albo z innej części ciała, albo obróconego z połączonego mięśnia, aby przykryć ranę. Pomaga to leczyć, ale nie może zapewnić normalnego użycia nieuszkodzonego mięśnia, dlatego kończyna, w której doszło do urazu, jest często trwale niepełnosprawna.
„Podjęto wiele prób zastąpienia utraconego mięśnia”, mówi Li Ting Huang, pracownik naukowy w Acelity, firmie biotechnologicznej, która zapewnia Departamentowi Obrony technologię regeneracyjną. „Te [przeniesienia płata mięśniowego] na ogół nie działają zbyt dobrze, ponieważ aby mięsień mógł funkcjonować, potrzebuje energii, musi przepuszczać przez niego nerwy. Musisz więc ponownie połączyć wszystkie nerwy i naczynia krwionośne, aby utrzymać wszczepiony mięsień przy życiu i funkcjonować. To jest bardzo trudne. ”
Huang prowadzi nowy projekt technologii regeneracji mięśni, którego celem jest zmodyfikowanie istniejącej technologii firmy w celu rozwiązania wolumetrycznej utraty mięśni.
„Najważniejsze jest to, że istnieje oczywiście niezaspokojona potrzeba kliniczna takiego produktu, szczególnie dla populacji pacjentów, na którą patrzymy, dla żołnierzy i kobiet wojskowych”, mówi Huang.
Acelity zmieniło nazwę kilka lat temu, ale jego podstawową działalnością jest regeneracja ran, a jej produkty można znaleźć w szpitalach wojskowych i weteranach, a także w szpitalach publicznych, a nawet w strefach wojennych. Obejmują one przede wszystkim terapię ran podciśnieniową (która wyciąga płyn i doprowadza krew do rany), wstęgi materiału organicznego zwanego matrycami tkankowymi do odzyskiwania rany skóry oraz roztwór konserwujący, który utrzymuje matryce tkankowe przez okres do dwóch lat.
Z tych matryc Huang skacze, gdy buduje swoją technologię regeneracji mięśni.
Zaczyna od mięśnia wieprzowego i wykorzystuje zastrzeżony proces, który usuwa tkankę ze wszystkich składników komórkowych, co może powodować stan zapalny lub nawet zostać odrzucone przez organizm. Powstały materiał, zwany bezkomórkową matrycą mięśniową, wygląda niesamowicie jak prawdziwy mięsień, wraz z fakturą i włóknami, tyle że jest blady i prawie półprzezroczysty.
Następnie matryca jest implantowana chirurgicznie, starając się dopasować ją do istniejącej tkanki. Dzięki rehabilitacji i terapii pomagającej w rozwoju istniejącej tkanki mięśniowej Huang twierdzi, że może to naprawić z powrotem mięśnie.
Nowszy artykuł w Biomaterials autorstwa Corony analizuje zastosowanie macierzy bezkomórkowych w leczeniu wolumetrycznej utraty mięśni. Jego konkluzja jest mniej różowa, konkludując, że gdy dochodzi do regeneracji mięśni, nie jest ona w takim stopniu, aby oferować moc potrzebną do działania mięśni. „Istniejące dane nie potwierdzają zdolności rusztowań biologicznych bezkomórkowych do promowania znaczącej fizjologicznie objętości tkanki mięśni szkieletowych”, napisała Corona i współautorka Sarah Greising. Mimo to dodają, że „bezkomórkowe rusztowania biologiczne pozostają istotnym narzędziem do naprawy VML, które należy nadal rozwijać w połączeniu z innymi biomateriałowymi, biologicznymi i rehabilitacyjnymi strategiami terapeutycznymi”.
Huang mówi, że przeszła proces pracy na szczurach. Następnie pojawiają się większe zwierzęta, a ona nie chce spekulować dalej, choć mówi, że pracuje nad rozszerzeniem rozmiarów matryc, które pierwotnie miały około sześciu centymetrów kwadratowych.
„Dla mnie ten projekt był jednym z najbardziej satysfakcjonujących projektów, nad którymi pracowałem” - mówi. „Zwłaszcza, że może pomóc populacji pacjentów, która tak wiele poświęciła dla naszego kraju.”
