דיסקים תקינים בגב יכולים לעשות את ההבדל בין חיים פעילים ללא כאבים לשנים של אי נוחות וכאבים בגב ובצוואר. כאשר דיסקים מתחילים להתנוון עקב הזדקנות או פציעה, הדבר עלול ללחוץ על העצבים ולהגביל את התנועה של האדם. החדשות הטובות: בעתיד אולי נוכל להחליף את הדיסקים המנוונים בשתלי דיסק ביולוגיים שנגדל במעבדה. חוקרים השתילו דיסקים ביולוגיים שהונדסו בתנאי מעבדה לתוך עמוד השדרה של חולדות ומצאו כי הם אפשרו אותה תנועה כמו דיסקים טבעיים.

החוליות בגב מסודרות באופן שבו כל חוליה מונחת על זו שמתחתיה כמו מגדל קוביות, כשבין כל שתי חוליות מפריד בולם זעזועים בצורת סופגנייה, הנקרא דיסק. דיסק מורכב משני חלקיים עיקריים - מעטפת חיצונית קשיחה, וחלק פנימי רך בעל מרקם ספוגי.

נכון להיום, הטיפולים עבור דיסקים מתנוונים כוללים משככי כאבים, פיזיותרפיה והזרקות סטרואידים כדי להקל על התהליך הדלקתי במקום. כמוצא אחרון, החולים יכולים לעבור ניתוח אשר מחבר יחדיו שתי חוליות, תוך כדי הסרת הצורך בדיסק ביניהן. החיסרון הגדול של הניתוח הוא הגבלת גמישות הגב. בחמשת השנים האחרונות, גם דיסקים מלאכותיים - שתלי דיסק עשויים מתכת או פלסטיק - הפכו לאופציה טיפולית. אבל גם להם יש מגבלות: הם לא מספקים מגוון רחב של תנועת עמוד השדרה והם עלולים להתבלות בגלל ההתחככות בחוליות.

כדי להתגבר על החסרונות של הדיסקים המלאכותיים, לורנס בונסר, ביו-מהנדס מאוניברסיטת קורנל וצוותו, יצרו שתל מסוג חדש. מדובר בפיגום מלאכותי בצורת דיסק, עם קולגן מבחוץ כדי לספק יציבות מבנית ומבנה ג'לי במרכז. לשתל החוקרים הוסיפו שני סוגים של תאים מדיסק חי שנלקחו מעמוד השדרה של חולדות: אחד מן השוליים החיצוניים של הדיסק, אותו הוסיפו אל הקולגן, ואת הסוג האחר שנמצא במרכז דיסקים, זרעו לתוך הג'ל. במשך שבועיים, הם אפשרו לתאים לגדול סביב הפיגום, תוך כדי יצירת דיסק חי שהשתלט על שני חלקי הפיגום המלאכותי. בסופו של התהליך, הדיסק החדש הושתל בעמוד שדרה של חולדה.

החוקרים מצאו כי הדיסק המלאכותי סיפק מרחב ריפוד בין חוליות עמוד השדרה כמו דיסק רגיל. יתרה מכך, תאי השתל לא רק אכלסו את החלל בתוך הפיגום, אלא התחילו לגדול החוצה אל שאר חלקי עמוד השדרה.

"זהו הסימן הראשון שניתן ליצור סוג זה של רקמה מחוץ לגוף ולהחזיר אותה עם רמה מסוימת של תפקוד לתוך הגוף" אומר בונסר. "התאים נמצאים לא רק ברקמה חדשה, הם משתלבים אל הרקמות המקיפות אותם. ממש ראינו את סיבי קולגן רצים בין הדיסק החדש לבין החוליות השכנות". 

במשך ששת חודשי המחקר, הדיסק המושתל לא הראה שום סימני שחיקה, דיווחו החוקרים בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences. למעשה, הדיסק החל לתפקד אפילו טוב יותר - במונחים של כמות הריפוד שהוא סיפק בין החוליות - ככל שהוא השתלב ונהיה חלק מעמוד השדרה. החוקרים אישרו כי השתל מאפשר לעמוד השדרה לשאת משקל רב ולנוע בחופשיות כמו דיסק רגיל.

אולם למחקר הנוכחי יש מגבלה לא קטנה - הוא בוצע בעכברים חסרי מערכת חיסונית מלאה. "האתגר אצל בני האדם הוא ללמוד כיצד למנוע ממערכת החיסון לתקוף את האיבר החדש" אומר בונסר "עם זאת, בדיסקים בעמוד השדרה, אין כלי דם וזה מפחית את הסיכון של מערכת החיסון לתקוף את השתלים. מחקרים נוספים יצטרכו לנתח כיצד בני אדם מגיבים לחומרים ותאים המשמשים לבניית הדיסקים. דרך אחת לעקוף את הסוגיות הללו היא לעצב את הדיסק מתאים של החולה עצמו. תיאורטית, בעתיד, נוכל לקחת את התאים של האדם עצמו, או תאי הגזע שלו, ולגדל אותם לדיסק אישית המותאם עבור אותו אדם." בינתיים, בשלב הבא החוקרים מבקשים להרחיב את גודל השתל לגודל של דיסק אנושי.
 

לפרטים נוספים באתר אוניברסיטת קורנל