Eucomis autumnalis er mere end bare en plante - den kan spille en rolle inden for biomedicinsk teknik. Gurcharan Singh / Shutterstock

Der har været en stigning i de seneste år med biomedicinsk teknik, der kan gendanne tabt væv og knogler. Hvis du for eksempel har været i et bilulykke, er der måder at gendanne eller reparere den mistede kropsdel ​​eller beskadigede væv. Nogle gange vil patienter gennemgå kirurgisk rekonstruktion; nogle gange vil de være udstyret med medicinsk udstyr såsom plader i deres knæ eller hofter.

Men disse tilgange har begrænsninger. Den ene er, at en stålplade ikke rigtig kan efterligne funktionerne af beskadigede væv eller mistede knogler, så du kan miste mobilitet og fleksibilitet. En anden er, at disse teknikker ofte involverer flere smertefulde operationer og lange hospitalsophold. Det koster ikke kun den enkelte patient meget tid og penge; det placerer også en byrde på et lands Sundhedssystem og dets økonomi.

Der er et alternativ: vævsteknik og regenerativ medicin. Denne proces startede for omkring tre årtier siden og bygger ofte på eksisterende fund for at teste nye tilgange. Det sigter mod at genaktivere biologiske processer for at danne produkter, der kan hjælpe med knogleregeneration og vævstab forårsaget af traumer.

Vi er blandt de forskere, der arbejder inden for dette område. Vi tror, ​​at lægeplanter i det mindste kan indeholde nogle af svarene på de ovenfor beskrevne begrænsninger. Vi har undersøgt to planter, der almindeligvis bruges af sydafrikanske traditionelle healere og urtelæger til behandling af knoglebrud og lette smerter forårsaget af slidgigt.

Vores studier har givet positive resultater i laboratoriet. Dette antyder, at forbindelser trukket fra disse lægeplanter kan tilbyde en værdifuld måde at understøtte knogleregenerering og vævstab hos mennesker, der har lidt traumer.

Sådan fungerer det

Vævsteknik og regenerativ medicin er baseret på tre nøglekrav, der arbejder sammen: signaler fra kropsvæv og organer, reagerende stamceller og stilladser.

Stilladser er materialer, der arbejder med biologiske systemer til at evaluere, behandle, udvide eller erstatte noget af kroppens væv eller funktioner såsom modne knoglestamceller, brusk, hudceller og hjerneceller og neuroner.

Disse stilladser er beregnet til at reparere eller ændre cellefaseadfærd - det vil sige, hvordan cellerne reagerer under udviklingsprocesser såsom formdannelse. Stilladser fungerer også som skabeloner, der styrer udviklingen af ​​nyt væv ved at vise dem den rette vej at følge og sørge for, at celler får de næringsstoffer, de har brug for. Men de fleste stilladsbiomaterialer, der bruges i kliniske omgivelser, krydser ikke alle disse felter.

Derfor leder forskere efter alternativer. Og det er her lægeplanter kommer ind.

Lovende planter

Lægeplanter har længe spillet en integreret rolle i mange kulturer. Deres rolle i vævstekniske konstruktioner forbliver stort set uudforsket. Men i betragtning af at lægeplanter har vist sig at have værdi i sårheling, lægemidler og aldrende terapi, står det til grund, at de også kunne være nyttige i vores felt.

Vi gennemførte vores forskning ved Tshwane University of Technology's afdeling for biomedicinske videnskaber i Sydafrika. Landet er hjemme til en tiendedel af alle verdens plantearter - det er 25 kendte plantearter. Vi fokuserede på to: Eucomis autumnalis, ofte kaldet ananas lilje, og Pterocarpus angolensiseller vildteak.

Slægten Eucomis autumnalis har været brugt til at helbrede brud i århundreder. I dag bruges det ofte som et urtemedicin til postoperativ bedring og sårheling. Pterocarpus angolensis, i mellemtiden, fremmer dannelsen af ​​brusk og regulerer kollagen, som er et stof rig på menneskelig knogle og brusk.

Vi kombinerede disse planter med stilladser og svinefedtceller. Vi fandt ud af, at de to planter, vi havde identificeret til laboratorietestning, aktiverede kropsceller og forbedret knogledannelse. De gjorde også et bedre job med stilladser kombineret med relevante signaler og stamceller. Og de var gode til at helbrede sår in vitro - det vil sige i laboratoriet.

Vores næste skridt er at udføre vores arbejde med dyremodeller og med mange andre lægeplanter med samme kvaliteter som dem, vi brugte.

Vejen frem

Dette er spændende fund, fordi de antyder, at inkorporering af lægeplanter med de relevante egenskaber i biomedicinsk teknik kan være en god måde at tackle begrænsningerne ved nuværende tilgange.

For det første kan anvendelse af lægeplanter reducere omkostningerne ved behandling, fordi det er økonomisk og let tilgængeligt. For det andet kan det sikre, at patienter ikke behøver at tilbringe så længe på hospitalet efter en procedure på grund af dets fremskyndelse af knogledannelse og celleaktivering, og der er en ekstra fordel ved denne undersøgelseslinje: et økonomisk boom for Sydafrika.

Værdien af ​​biomedicinsk stillads forudsiges at nå $ 1.5 milliarder inden 2024. Hvis det viser sig, at nogle af Sydafrikas medicinske planter understøtter knogle- og vævsteknik og regenereringsteknikker, kan landet i det mindste hjørne en del af det globale marked for biomateriale.

Om forfatterne

Franca Nneka Alaribe, postdoktor ved Institut for Biomedicinsk Videnskab, Tshwane University of Technology og Keolebogile Shirley Motaung, professor i vævsteknik, Tshwane University of Technology

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.