Eucomis autumnalis er mer enn bare et anlegg - det kan spille en rolle i biomedisinsk prosjektering. Gurcharan Singh / Shutterstock

De siste årene har det vært en økning av biomedisinske teknikker som kan gjenopprette tapt vev og bein. Hvis du for eksempel har vært i bilulykke, er det måter å gjenopprette eller reparere den tapte kroppsdelen eller det ødelagte vevet. Noen ganger vil pasienter gjennomgå kirurgisk rekonstruksjon; noen ganger vil de være utstyrt med medisinsk utstyr som plater i knær eller hofter.

Men disse tilnærmingene har begrensninger. Den ene er at en stålplate ikke virkelig kan etterligne funksjonene til skadet vev eller tapte bein, slik at du kan miste mobilitet og fleksibilitet. En annen er at disse teknikkene ofte involverer flere smertefulle operasjoner og lange sykehusopphold. Det koster ikke bare den enkelte pasient mye tid og penger; det plasserer også en byrde på et lands helsesystem og økonomien.

Det er et alternativ: vevteknikk og regenerativ medisin. Denne prosessen startet for rundt tre tiår siden, og bygger ofte på eksisterende funn for å teste nye tilnærminger. Den har som mål å reaktivere biologiske prosesser for å danne produkter som kan hjelpe med benregenerering og vevstap forårsaket av traumer.

Vi er blant forskerne som jobber på dette området. Vi tror at medisinske planter kan inneholde minst noen av svarene på begrensningene beskrevet ovenfor. Vi har studert to planter som ofte brukes av sørafrikanske tradisjonelle healere og urtemedisinere for å behandle beinbrudd og lette smerter forårsaket av slitasjegikt.

Våre studier har gitt positive resultater på laboratoriet. Dette antyder at forbindelser trukket fra disse medisinske plantene kan tilby en verdifull måte å støtte beinregenerasjon og vevstap hos mennesker som har fått traumer.

Hvordan fungerer det

Vevsteknikk og regenerativ medisin er basert på tre viktige krav som samarbeider: signaler fra kroppsvev og organer, reagerende stamceller og stillaser.

stillaser er materialer som arbeider med biologiske systemer for å evaluere, behandle, forsterke eller erstatte noe av kroppens vev eller funksjoner som modne benstamceller, brusk, hudceller, hjerneceller og nevroner.

Disse stillasene er ment å reparere eller endre cellefaseadferd - det vil si hvordan cellene reagerer under utviklingsprosesser som formdannelse. Stillaser fungerer også som maler, som guider utviklingen av nytt vev ved å vise dem den riktige ruten å følge og sørge for at celler får næringene de trenger. Men de fleste av stillasbiomaterialene som brukes i kliniske omgivelser, krysser ikke av for alle disse boksene.

Derfor leter forskere etter alternativer. Og det er her medisinplanter kommer inn.

Lovende planter

Medisinplanter har lenge spilt en integrert rolle i mange kulturer. Deres rolle i vevtekniske konstruksjoner forblir stort sett uutforsket. Men gitt at medisinplanter har vist seg å ha verdi i sårheling, legemidler og aldrende terapeutika, er det grunnen til at de også kan være nyttige i vårt felt.

Vi utførte forskningen vår ved Tshwane University of Technology sin avdeling for biomedisinsk vitenskap i Sør-Afrika. Landet er hjemme til en tidel av alle verdens plantearter - det er 25 000 kjente plantearter. Vi fokuserte på to: Eucomis autumnalis, ofte kalt ananaslilje, og Pterocarpus angolensis, eller vill teak.

Slekten Eucomis autumnalis har blitt brukt til å helbrede brudd i århundrer. I dag brukes det ofte som et urtemedisin for postoperativ utvinning og sårheling. Pterocarpus angolensis, i mellomtiden, fremmer dannelsen av brusk og regulerer kollagen, som er et stoff som er rikt på menneskelig bein og brusk.

Vi kombinerte disse plantene med stillaser og svine fettceller. Vi fant at de to plantene vi hadde identifisert for laboratorietesting av aktiverte kroppsceller og forbedret bendannelse. De gjorde også en bedre jobb med stillas når de ble kombinert med relevante signaler og stamceller. Og de var flinke til å helbrede sår in vitro - det vil si på laboratoriet.

Det neste trinnet vårt er å utføre vårt arbeid med dyremodeller og med mange andre medisinplanter med lignende kvaliteter som de vi brukte.

Veien forover

Dette er spennende funn, fordi de antyder at det å integrere medisinplanter med de aktuelle egenskapene i biomedisinsk prosjektering kan være en god måte å ta tak i begrensningene i dagens tilnærminger.

For det første kan bruk av medisinplanter redusere kostnadene for behandling fordi det er økonomisk og lett tilgjengelig. For det andre kan det sikre at pasienter ikke trenger å tilbringe så lang tid på sykehus etter en prosedyre på grunn av dets hastighet i beindannelse og celleaktivering, og det er en ekstra fordel med denne undersøkelsesgrensen: en økonomisk boom for Sør-Afrika.

Verdien av biomedisinsk stillas er spådd å nå $ 1.5 milliarder av 2024. Hvis det er funnet at noen av Sør-Afrikas medisinske planter støtter ben- og vevteknikk og regenereringsteknikker, kan landet stå i det minste en del av det globale markedet for biomateriale.

Om forfatterne

Franca Nneka Alaribe, postdoktorisk stipendiat ved Institutt for biomedisinsk vitenskap, Tshwane teknologiske universitet og Keolebogile Shirley Motaung, professor i vevteknikk, Tshwane teknologiske universitet

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.