Letsel is een triest feit van militaire dienst, vooral in oorlogstijd. Volgens een studie uitgevoerd door wetenschappers van de Uniformed Services University of the Health Sciences zijn veruit de meest voorkomende letsels aan de huid, vet en spieren.
Hiervan is spierbeschadiging bijzonder moeilijk te genezen. Voorbij een bepaalde grootte - ongeveer een kubieke centimeter - kan het lichaam het gewoon niet doen. Als gevolg hiervan ervaren mensen dit soort trauma, genaamd volumetrisch spierverlies, verliezen de functie van de spier en ervaren ze vervorming, littekenweefsel of samengetrokken spieren.
Volgens een studie uit 2015 in het Journal of Rehabilitation Research and Development (een peer-reviewed publicatie van het Department of Veterans Affairs), is volumetrisch spierverlies doorgaans permanent.
"De huidige primaire zorgstandaard voor blessures bij [volumetrisch spierverlies] is fysieke revalidatie", zegt Benjamin Corona, hoofdauteur van de studie. “De gedocumenteerde beschikbare gevallen duiden niet op significant functioneel herstel, tenzij energieteruggevende orthesen [beugels of andere apparaten] worden gebruikt. Fysieke revalidatie alleen zal de regeneratie van het verloren weefsel niet bevorderen. "
Corona en zijn team van onderzoekers keken naar de archieven van meer dan 500 dienstleden die vanwege verwondingen tussen 2001 en 2007 uit het leger waren ontslagen. Ze ontdekten dat de meeste gebroken botten die in de strijd worden opgelopen, resulteren in open wonden, en dat terwijl het bot kan vaak worden gerepareerd, blijft de spier beschadigd. Serviceleden die gebroken botten hebben opgelopen, worden vaak gediskwalificeerd om niet te worden bediend, niet vanwege de breuk, maar vanwege handicap vanwege de weke delenwond.
"Ondanks een enorme hoeveelheid aandacht voor botgenezing na type III open scheenbeenfractuur, is het op basis van de huidige bevindingen passend om te concluderen dat weke delencomplicaties de grootste bijdrage leveren aan de handicap van geborgen ledematen, " schreven de auteurs. "De ontwikkeling van therapieën die [volumetrisch spierverlies] aanpakken, kan een aanzienlijke leegte in de orthopedische zorg opvullen."
Historisch gezien was de beste behandelingskuur om een spierlap te gebruiken, hetzij uit een ander deel van het lichaam of geroteerd vanuit een verbonden spier, om de wond te bedekken. Dit helpt om te genezen, maar kan niet zorgen voor het normale gebruik van een niet-beschadigde spier, en daarom is het lidmaat waar het letsel optrad, vaak permanent uitgeschakeld.
"Er zijn veel pogingen gedaan om verloren spieren te vervangen", zegt Li Ting Huang, een stafwetenschapper bij Acelity, een biotechbedrijf dat regeneratieve technologie levert aan het ministerie van Defensie. “Die [spierflapoverdrachten] werken over het algemeen niet zo goed, omdat een spier alleen kan functioneren als hij wordt gevoed, er moeten zenuwen doorheen lopen. Je moet dus ook alle zenuwen en bloedvaten opnieuw verbinden om de geïmplanteerde spier in leven te houden en te laten functioneren. Dit is iets dat heel moeilijk te doen is. "
Huang leidt een nieuw technologieproject voor spierregeneratie, dat tot doel heeft de bestaande technologie van het bedrijf aan te passen om volumetrisch spierverlies op te lossen.
"Het belangrijkste is natuurlijk dat er een grote onvervulde klinische behoefte is aan een product als dit, vooral voor de patiëntenpopulatie waarnaar we kijken, voor militaire militairen en vrouwen", zegt Huang.
Acelity heeft een paar jaar geleden een nieuwe naam gekregen, maar haar kernactiviteiten bevinden zich in wondregeneratie en haar producten zijn te vinden in militaire en veterinaire ziekenhuizen, openbare ziekenhuizen en zelfs in oorlogsgebieden. In de eerste plaats omvatten ze wondtherapie met negatieve druk (die vocht opzuigt en bloed naar de wond brengt), banen van organisch materiaal genaamd weefselmatrices voor herstel van de huidwond, en een conserveringsoplossing die de weefselmatrices tot twee jaar levensvatbaar houdt.
Van die matrices springt Huang af terwijl ze haar spierregeneratietechnologie bouwt.
Ze begint met een varkensspier en gebruikt een eigen proces dat het weefsel van alle celcomponenten verwijdert, wat ontstekingen kan veroorzaken of zelfs door het lichaam kan worden afgewezen. Het resulterende materiaal, een acellulaire spiermatrix genoemd, ziet er griezelig uit als echte spier, compleet met textuur en vezels, behalve dat het bleek en bijna doorschijnend is.
Vervolgens wordt de matrix chirurgisch geïmplanteerd, waarbij wordt gezorgd dat deze wordt afgestemd op het bestaande weefsel. Met revalidatie en therapie om het bestaande spierweefsel te helpen groeien, beweert Huang dat het de spieren weer kan herstellen.
Een recenter artikel in Biomaterials van Corona onderzoekt het gebruik van acellulaire matrices bij het genezen van volumetrisch spierverlies. Zijn conclusie is minder rooskleurig en concludeert dat hoewel spierherstel optreedt, het niet in die mate is dat het de kracht biedt die de spier nodig heeft om te werken. "De bestaande gegevens ondersteunen niet het vermogen van acellulaire biologische steigers om een fysiologisch betekenisvol volume skeletspierweefsel te bevorderen, " schreven Corona en co-auteur Sarah Greising. Dat gezegd hebbende, voegen ze eraan toe dat "acellulaire biologische steigers een essentieel hulpmiddel blijven voor VML-reparatie die verder moet worden ontwikkeld in samenwerking met andere therapeutische strategieën voor biomateriaal, biologische en revalidatie."
Huang zegt dat ze het proces in ratten heeft laten werken. Vervolgens komen grotere dieren, en ze wil niet verder speculeren dan dat, hoewel ze zegt dat ze werkt aan het uitbreiden van de grootte van de matrices, die oorspronkelijk ongeveer zes centimeter groot waren.
"Persoonlijk was dit project voor mij een van de meest bevredigende projecten waaraan ik heb gewerkt", zegt ze. "Vooral omdat het een patiëntenpopulatie kan helpen die zoveel heeft opgeofferd voor ons land."
