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构建更好的骨移植纳米纤维支架可激活骨细胞中的两种主要胶原蛋白受体

开心的月饼 2024-09-27 09:00:30 健康养生

每年,全球约有220万例骨移植手术,其中治疗的黄金标准是自体移植,即使用患者自身的骨骼进行牙齿植入以及修复和重建口腔、面部和头骨的部分。

构建更好的骨移植纳米纤维支架可激活骨细胞中的两种主要胶原蛋白受体

鉴于自体移植的缺点,包括需要额外的手术、更长的恢复时间、并发症风险以及大量骨骼的可用性,密歇根大学牙科学院的一组研究人员正在实验室中努力建立更好的骨移植,并取得成功。

牙科教授彼得马说,研究人员已经发明了一种技术,可以制造具有胶原蛋白样纳米结构、微米级孔隙和自然形状的骨支架,他们又取得了一种“令人兴奋的改进”,即通过改善细胞基质相互作用来再生骨骼。

这项最新发现是Ma实验室和Franceschi实验室合作的成果,对需要修复大量骨骼的患者尤其有益。该团队申请了含肽共聚物、纳米纤维和可植入和可注射的3D骨骼支架以及其他可带来诸多益处的相关组织再生的美国和国际专利。

“拥有可预测的骨骼再生材料来源意味着程序更加可靠,”马说。“最重要的是,我们可以在不引入外源细胞的情况下再生组织,因为外源细胞可能会引发免疫反应,从而使治疗复杂化。令人兴奋的结果是,我们的新方法可以再生的骨骼数量是没有纳米纤维上的特殊肽的支架的八倍。”

研究人员表示,全球有超过200万例骨移植手术,其中50万例是在美国进行的,总费用约为50亿美元。

除了自体移植之外,该团队的新移植程序还将取代其他方法:使用供体组织的同种异体移植和使用动物组织的异种移植。这两种方法都存在感染和缺乏可用性等风险。

马和同事在《生物活性材料》的一项研究中描述了这项新技术背后的科学原理,并表示这种新方法有很多好处。

“我们发明的是可生物降解的聚合物模板,其中含有纳米纤维上的肽,就像钥匙一样打开新的大门,从接受者自己的细胞中释放出被锁定的骨再生潜力。在预先设计的3D骨组织再生后,这些材料会降解并消失,不会产生潜在的长期并发症,”马教授说道,他也是密歇根大学工程学院和医学院的教授。

“我们对所取得的发现感到非常兴奋。我们相信,我们所创造的东西可以为数百万需要骨移植的人带来变革。”


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