你的脊柱非常酷：它是一种身体中独一无二的结构，让你能够在这个世界里活动，并做很多很棒的事情。但由于它非常复杂，它也容易受伤。脊柱疼痛是导致残疾的主要原因，在过去的20年里，它一直是研究的重点。本周，一项新的研究表明，这项工作中最雄心勃勃的一些研究成果——至少在山羊的脊柱中——已经成熟。
这项研究发表在《科学转化医学》杂志上，由宾夕法尼亚大学的一个跨学科研究小组进行。该研究支持该团队中一些人十多年来一直在追求的目标：弄清楚如何用患者自身的干细胞在实验室中培育的椎间盘来替换受损的椎间盘。
“你每走一步，或者转动脖子，或者提起重物，都会给你的椎间盘带来压力，”该研究作者、在宾夕法尼亚大学骨科研究实验室工作的Robert Mauck说。它们是脊柱功能的重要组成部分，受损会导致剧烈疼痛——但它们也很复杂。“椎间盘是脊柱的软组织，是脊柱中让你能够弯曲和扭转的部分，”Mauck解释道。
它由两个机械上相当复杂的部分组成。中心是一个装有水状物质的囊，在运动时起到减震器的作用。周围是一个较硬材料的环，像一个拉伸带，控制着“果冻”（如果你仍然感到困惑，这里有一张图片）。这个组件位于两个椎骨之间。
椎间盘有助于保持脊柱对齐，让你能够做出许多很酷的动作，但在Mauck的实验室看来，它们是一个巨大的挑战。他表示，主要原因是脊柱椎间盘是体内最大的没有自身血液供应的结构。它们依靠滋养椎骨的血液来获取营养，这意味着这些营养可能必须穿过整个几毫米（从外面看很小，但在你的脊柱中却很大）的距离，才能维持重要的细胞功能。用能够适应这种环境的细胞培育新的椎间盘并不简单。
在此之前，该手术已在老鼠尾巴上成功进行。“我们从小处着手，”Mauck说。研究人员使用生物材料基底在实验室中培育了替换椎间盘，赋予其形状，就像一个支架，并使用了老鼠自身的干细胞。他们将替换椎间盘植入受试者的尾巴，并观察了五周，发现它能够取代真正椎间盘的功能。
在新的研究中，他们对一只山羊进行了相同的过程。Mauck说，山羊是一个很好的实验对象，因为它们的脊柱与人类相似，并且部分大小也相似。在实验室培育好椎间盘并将其植入——使用与论文另一作者Harvey Smith为人类患者使用的相同手术器械后，他们监测了这只山羊，发现到五周时，椎间盘的功能保持不变或比植入时有所改善，到八周时，椎间盘已与周围组织融合。
Mauck说：“从学术角度来看，在实验室里培育东西非常容易。”但他表示，在实验室里培育出东西，并看到它融入身体并提供功能，这令人兴奋。
“我认为这是一篇很棒的论文，我认为这是一项重要的进展，”James Iatridis说。他是西奈山医院Icahn医学院脊柱研究项目的负责人，虽然他没有参与目前的研究，但他表示他一直在关注Mauck的团队。“让我惊讶的是，他们的细胞在八周时仍然存活且具有生产力，”他说。用于培育替换椎间盘的干细胞能够弄清楚如何在缺乏自身血液供应的环境中发挥作用。“所以营养物质可以进入，细胞可以看到它们并继续发挥作用，”他说。
尽管这本身是一项令人兴奋的进展，但Mauck警告说，尝试类似的人类椎间盘置换还有很长的路要走。他说，首先，他的团队计划继续与山羊合作，并观察替换椎间盘至少一年。然后，如果一切顺利，在手术可能向公众开放之前，还需要经过一系列FDA的批准和试验。这还有几年的时间。
尽管椎间盘植入手术在成为常规手术之前还有很长的路要走，而且即使最终也没有普及，Iatridis表示，对于脊柱疼痛患者来说，有很多理由可以乐观地认为，在未来五到十年内，他们的治疗选择将会改善。“手术会更好，生物材料会更好，决策也会更好，”Iatridis说。
