Studie ebnet Weg zu einem besseren Verständnis, die Behandlung von arthritis

Oregon State University Forschung hat die erste vollständige, zellulärer-Ebene schauen, was Los ist in betroffenen Gelenke durch Arthrose, eine schwächende und kostspielige Bedingung, dass wirkt sich auf fast ein Viertel der Erwachsenen in den Vereinigten Staaten.

Die Studie, heute veröffentlicht in der Natur Biomedical Engineering, öffnet die Tür, um besser zu verstehen, wie Interventionen wie Ernährung, Medikamente und Bewegung beeinflussen joint-Zellen, was wichtig ist, da Zellen, die das Werk tun, die Entwicklung, die Wartung und die Reparatur von Gewebe.

Forschung durch das OSU College of Engineering Brian Bay und Wissenschaftler des Royal Veterinary College in London und dem University College London einen hoch entwickelten scanning-Technik zu betrachten, „geladen“ Gelenke von arthritischen und gesunden Mäuse—geladen bedeutet, dass unter Belastung, wie Knöchel, Knie oder Ellenbogen wäre beim laufen, gehen, werfen, etc.

„Imaging-Techniken für die Quantifizierung von Veränderungen in arthritischen Gelenken wurden eingeschränkt durch eine Reihe von Faktoren,“ sagte Bay, associate professor für Maschinenbau. „Beschränkungen von sample-Größe und die Länge der scan-Zeit sind zwei von Ihnen, und das Niveau der Strahlung verwendet in einigen der Verfahren, die letztlich schädigt oder zerstört die Proben gescannt. Nanoskalige Auflösung von intakten, geladenen Gelenke hatte als unerreichbar.“

Bucht und eine Zusammenarbeit, die sich auch im Lieferumfang enthalten Wissenschaftler aus 3Dmagination Ltd (UK), Edinburgh Napier University, der University of Manchester, der Forschung Komplex in Harwell und der Diamant-Lichtquelle entwickelt, die einen Weg zur Durchführung nanoscale imaging der kompletten Knochen und des ganzen Gelenke unter genau kontrollierten Lasten.

Um das zu tun, mussten Sie verbessern Sie die Auflösung, ohne Kompromisse bei der Feld-of-view; Verringerung der Gesamt-Strahlenbelastung zu bewahren Gewebe-mechanik; und verhindern, dass Bewegung während des Scannens.

„Mit low-dose-rosa-Strahl synchrotron X-ray-Tomographie, und die mechanische Belastung mit nanometrischer Präzision, konnten wir gleichzeitig Messen die strukturelle Organisation und die funktionelle Reaktion der Gewebe,“ Bay sagte. „Das heißt, wir können den Blick auf die Gelenke aus den Gewebeschichten auf zellulärer Ebene, mit einem großen Sichtfeld und eine hohe Auflösung, die zimmerreserviereung, ohne das cut-out-Muster.“

Zwei Besonderheiten der Studie machen besonders hilfreich bei der Förderung der Untersuchung von osteoarthritis, sagte er.

„Mit intakten Knochen und Gelenke bedeutet, alle funktionalen Aspekte der komplexen Gewebe-Schichten erhalten,“ Bay sagte. „Und die kleine Größe der Maus Knochen führt zu einer Bildgebung, die auf der Ebene der Zellen, zu entwickeln, zu pflegen und zu reparieren Gewebe.“

Arthrose ist die degeneration der Gelenke, betrifft mehr als 50 Millionen amerikanische Erwachsene, nach den Centers for Disease Control and Prevention. Frauen sind betroffen, bei fast 25% der Befragten, während 18% der Männer leiden unter Arthrose.

Als baby-Boomer weiterhin schwellen die Reihen der US-senior-Bevölkerung, die Prävalenz von arthritis wird wahrscheinlich in den nächsten Jahrzehnten zunehmen, nach der CDC.

Die CDC prognostiziert, dass bis zum Jahr 2040 werden es 78 Millionen arthritis-Patienten, mehr als ein Viertel des prognostizierten gesamten Erwachsenen Bevölkerung; zwei Drittel der Befragten mit arthritis werden voraussichtlich Frauen sein. Auch bis zum Jahr 2040, mehr als 34 Millionen Erwachsene in den USA haben Aktivität Einschränkungen durch die arthritis.

„Arthrose wird die meisten von uns während unserer Lebensdauern, viele bis zu dem Punkt, wo ein Knie-oder Hüftgelenk Ersatz erfordert eine aufwendige und schwierige Operation, nachdem er Jahre der Behinderung und Schmerzen“ Bay sagte. „Schäden an den Knorpelflächen verbunden ist mit dem scheitern der gemeinsamen, aber Schaden wird erst offensichtlich sehr spät im Krankheitsverlauf, und der Knorpel wird nur die äußerste Schicht in einer komplexen Montage von Geweben, die liegen tief unter der Oberfläche.“

Diese tiefen Gewebeschichten sind, wo frühzeitig Veränderungen auftreten, wie Arthrose entsteht, sagte er, aber Ihre grundlegende biomechanische Funktion und die Bedeutung der Veränderungen sind nicht gut verstanden.

„Das hat stark behindert, zu wissen, die grundlegenden Krankheitsverlauf und die Bewertung von möglichen Therapien zu unterbrechen die langen, unbequemen Weg zum Gelenkersatz,“ Bay sagte.

Bay demonstriert die Gewebe Dehnungs-mess-Technik vor 20 Jahren, und es wächst in Bedeutung als imaging verbessert hat. Die damit verbundenen arbeiten durchgeführt für Bandscheiben-und anderen Geweben mit hohen raten des Verfalls.