Eucomis autumnalisは単なる植物ではありません。生物医学工学で役割を果たすことができます。 グルチャラン・シン/シャッターストック
近年、失われた組織と骨を回復できる生物医学工学技術が増加しています。 たとえば、自動車事故に遭った場合、失われた身体部分や損傷した組織を修復または修復する方法があります。 患者は外科的再建を受けることがあります。 膝や腰のプレートなどの医療機器が装着されることもあります。
しかし、これらのアプローチには限界があります。 1つは、鋼板は損傷した組織や失われた骨の機能を実際に模倣できないため、可動性と柔軟性が失われる可能性があることです。 もう1つは、これらの手法では多くの場合、複数の痛みを伴う手術と長期の入院が必要になるということです。 それは個々の患者に多くの時間とお金がかかるだけではありません。 それも配置します 負担 国の 医療制度 そしてその経済。
別の方法があります： 組織工学および再生医療。 このプロセスは約30年前に始まり、多くの場合、既存の調査結果に基づいて新しいアプローチをテストします。 生物学的プロセスを再活性化して、骨の再生と外傷による組織の損失に役立つ製品を形成することを目的としています。
私たちはこの分野で働いている研究者の一人です。 薬用植物は、上記で概説した制限に対する少なくともいくつかの答えを保持していると考えています。 骨折を治療し、変形性関節症による痛みを和らげるために、南アフリカの伝統的な治療者と薬草師が一般的に使用する2つの植物を研究しました。
私たちの研究 実験室で肯定的な結果をもたらしました。 これは、これらの薬用植物から抽出された化合物が、外傷に苦しんでいる人々の骨再生と組織損失をサポートする貴重な方法を提供できることを示唆しています。
機能
組織工学と再生医療は、一緒に機能する3つの重要な要件に基づいています。体組織と臓器からの信号、応答する幹細胞、および足場です。
足場 生体システムと連携して、成熟した骨幹細胞、軟骨、皮膚細胞、脳細胞およびニューロンなどの身体の組織または機能を評価、治療、増強、または置換する材料です。
これらの足場は、細胞相の挙動を修復または修正することを目的としています。つまり、形状形成などの開発プロセス中に細胞がどのように反応するかです。 足場はテンプレートとしても機能し、適切な経路を示して細胞が必要な栄養素を確実に摂取できるようにすることで、新しい組織の発達をガイドします。 しかし、臨床現場で使用される足場生体材料のほとんどは、これらすべてのボックスにチェックを入れるわけではありません。
それが研究者が代替を探している理由です。 それが薬用植物の出番です。
有望な植物
薬用植物は長い間プレイされてきました 不可欠な役割 多くの文化で。 組織工学の構築物におけるそれらの役割は、大部分が未調査のままです。 しかし、薬用植物は、 創傷治癒, 医薬品 老化治療薬は、それらが私たちの分野でも役立つ可能性があることを理にかなっています。
私たちは、南アフリカのツワネ工科大学の生物医学科学部門で研究を行いました。 国 家にいる 世界のすべての植物種の10分の1、つまり25 000の既知の植物種です。 次の2つに焦点を当てました。 Eucomis autumnalis、一般的にパイナップルリリーと呼ばれ、 Pterocarpus angolensis、または野生チーク。
属 Eucomis autumnalis 何世紀にもわたって骨折を癒すために使用されています。 今日では、術後の回復と薬草療法としてよく使用されます 創傷治癒. Pterocarpus angolensis, その間に、軟骨の形成を促進し、ヒトの骨と軟骨に富む物質であるコラーゲンを調節します。
これらの植物を足場とブタ脂肪細胞と組み合わせました。 実験室でのテスト用に特定した2つの植物は、体細胞を活性化し、骨形成を促進することがわかりました。 また、関連するシグナルや幹細胞と組み合わせると、足場のより良い仕事をしました。 そして、彼らはin vitroでの、つまり研究室での傷の治癒が得意でした。
次のステップは、動物モデルや、使用したものと同様の品質を持つ他の多くの薬用植物で作業を行うことです。
今後の方法
これらは、関連する特性を持つ薬用植物を生物医学工学に組み込むことが、現在のアプローチの限界に対処するための良い方法である可能性があることを示唆しているため、興味深い発見です。
まず、薬用植物を使用すると、経済的で簡単にアクセスできるため、治療費を削減できます。 第二に、骨形成と細胞の活性化が加速するため、患者が手術後に病院で長く過ごす必要がないことを保証することができ、この調査ラインにはさらなる利点があります：南アフリカの経済ブーム。
生物医学の足場の価値は達すると予測される ２０２２年の１７４億４０００万ドル 2024による。 南アフリカの薬用植物の一部が骨および組織工学および再生技術をサポートしていることが判明した場合、同国は世界のバイオマテリアル市場の少なくとも一部を追い詰めることができます。
著者について
フランカネカアラリベ、生物医学科学部ポスドク研究員、 ツワネ工科大学 組織工学の教授であるKoleebogile Shirley Motaungは、 ツワネ工科大学
