나노 기술이 골관절염의 진행을 늦출 수 있습니까?

골관절염에 대한 치료법은 아직 없습니다. 그러나 하나의 혁신적인 나노 기술 접근 방식은 치료제를 영향을받은 연골 깊숙이 깊숙이 보내고 더 오랫동안 활성 상태를 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

골관절염은 종종 무릎과 같은 하중을받는 관절에 영향을 미칩니다 (여기에 표시됨).

주로 노인과 관련된 상태 인 골관절염은 쇠약 상태입니다.

신체 관절의 연골에 영향을 미치는 골관절염은 미국에서 약 2,600 만 명의 사람들에게 영향을 미칩니다.

때때로 상태는 관절의 부상 또는 질병 관련 손상으로 시작됩니다.

다른 경우에는 수년간의 사용으로 인한 마모로 인한 것입니다.

모든 경우에 현재 진행을 중단 할 방법은 없습니다. 현재 이용 가능한 유일한 옵션은 관련 통증을 완화하는 약물입니다.

인구가 점차 고령화되고 무거워 짐에 따라 (골관절염의 위험 요소) 더 큰 문제가되고 있습니다.

또한 통증이 주된 증상이기 때문에 골관절염이 오피오이드 중독 위기에 기여하고 있습니다. 이 질병의 진군을 막을 수있는 혁신적인 방법을 찾는 것은 그 어느 때보 다 시급합니다.

약물 전달 문제

최근에는 캠브리지에있는 MIT (Massachusetts Institute of Technology)의 연구원들이 참여했습니다. 그들은 실험적인 골관절염 약물을 향상시키기 위해 나노 기술을 사용하는 방법을 탐구했습니다.

그들은 연구 결과를 저널에 발표했습니다. 중개 의학 이번주 초.

수년 동안 과학자들은 골관절염에 대한 광범위한 화학 물질을 사용했습니다. 일부는 동물 모델에서 가능성을 보였지만 현재까지 인간 환자에게 유용한 것으로 입증 된 것은 없습니다.

이 새로운 연구의 저자는“이러한 단점 중 하나는 부적절한 약물 전달에 기인한다”고 믿습니다.

이것은 두 가지 주된 이유 때문입니다. 첫째, 관절에는 혈액 공급이 부족하여 전문의가 관절에 직접 약물을 주입해야합니다. 둘째, 림프 배수는 관절에 주입 된 화합물을 빠르게 제거하는 경향이 있습니다.

이 장애물을 극복하기 위해 과학자들은 약물을 더 오랫동안 관절에 전달하고 유지하는 동시에 연골 깊숙이 잠수하여 필요한 세포에 직접 약물을 투여하는 방법을 설계하는 데 집중했습니다.

그들이 집중 한 약물은 인슐린 유사 성장 인자 1 (IGF-1)로, 일부 임상 시험에서 유망한 것으로 나타났습니다. 이 성장 인자는 건강한 연골을 구성하는 세포 인 연골 세포의 성장과 생존을 촉진합니다.

작은 구체

연구진은 IGF-1의 운반체로 나노 크기의 구형 분자를 설계했습니다. 분자는 중심핵에서 나오는 덴드리머라고 불리는 많은 가지로 구성되어 있습니다.

각 가지는 연골 세포 표면의 음전하에 끌리는 양전하 영역으로 끝납니다.

분자는 또한 양전하를 덮고 간헐적으로 중화하는 진동하는 폴리머 암을 포함합니다. 연구진은 IGF-1 분자를이 구의 표면에 부착하고 화합물을 쥐의 관절에 주입했습니다.

이러한 입자가 체내에 있으면 연골에 결합하여 림프 배수로 제거 할 수 없습니다. 거기에서 그들은 조직으로 확산되기 시작할 수 있습니다.

그러나 구체는 영구적으로 결합되지 않습니다. 이렇게하면 연골 표면에 고정되어 있습니다. 유연한 폴리머 암은 때때로 전하를 덮어 분자가 조직 깊숙이 이동하고 잠수 할 수 있도록합니다.

“우리는 물질이 조직을 결합하고 추가 확산을 위해 결합을 해제 할 수 있도록 최적의 전하 범위를 찾았습니다. 너무 강하지 않아서 표면에 달라 붙지 않습니다.”
수석 연구 저자 Brett Geiger, MIT 대학원생

IGF-1이 연골 세포에 도입됨에 따라 연골의 원료 인 프로테오글리칸의 방출을 유도합니다. IGF-1은 또한 세포 성장을 촉진하고 세포 사멸 률을 감소시킵니다.

치료 창 확장

연구진은이 하이브리드 분자를 쥐의 관절에 주입했습니다. 반감기가 4 일 (약물이 초기 부피의 절반으로 감소하는 데 걸리는 시간)이었는데, 이는 과학자들이 IGF-1 만 주사 할 때보 다 약 10 배 더 길었습니다. 중요한 것은 치료 효과가 30 일 동안 지속되었다는 것입니다.

약물을 투여받지 않은 쥐에 비해 관절 손상이 감소했습니다. 또한 염증이 크게 감소했습니다.

물론 쥐의 연골은 인간보다 훨씬 얇습니다. 그들의 두께는 약 100 마이크로 미터이고 인간은 1 밀리미터에 가깝습니다.

별도의 실험에서 과학자들은 이러한 분자가 인간 환자에게 적합한 두께까지 침투 할 수 있음을 증명했습니다.

이것은 연골에 약물을 전달하기 위해 이러한 분자의 사용을 조사하는 연구의 첫 번째 단계에 불과합니다. 연구팀은 DNA와 RNA를 포함하는 핵산과 염증성 사이토 카인을 차단하는 약물을 포함한 다른 화학 물질을 같은 방식으로 계속 연구 할 계획입니다.

이 연구는 골관절염 연구에서 나노 기술의 사용에 대한 사설과 함께 나타납니다. 저자 인 Christopher H. Evans는 다음과 같이 썼습니다.