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骨愈合

主要图片由俄勒冈健康与科学大学提供

我们的身体对于骨骼损伤有一个自然的修复系统——如果有一个骨折了,干细胞就会突然出现,开始生长新的软骨和骨头来修复它。

对于特别严重的骨折,医生有时会通过植入a脚手架在受伤的地方。

这些结构帮助指导新细胞的发育,最终溶解到身体里。医生甚至可以在它们的种子中加入促进细胞生长的物质,以减少愈合时间。

虽然这些支架完成工作,研究人员已经开发出一种新型的支架系统,他们认为比现有的选项和重伤后可能会导致更好的骨愈合,如脊柱融合手术或切除骨由于癌症,灵感来自乐高积木。

先进的骨愈合

新的支架系统由中空的3d打印立方体组成,研究人员称之为“微笼”。每一个都和一个小跳蚤差不多大,它们可以像乐高积木一样以各种各样的形状堆叠在一起。

这个想法是,医生可以使用相同的砖块来为任何损伤搭建支架——只要调整结构即可。这将使他们不必为每根骨折设计和3D打印一个全新的支架。

骨愈合

这些微型笼子堆在一起,就像乐高积木一样。资料来源:俄勒冈健康与科学大学

由于这些立方体是空心的,医生可以在它们中加入“生长因子”,即促进骨骼愈合的物质(通常是蛋白质和激素)。

他们甚至可以在支架的不同位置放置不同的生长因子,以确保精确的输送——例如,他们可以在需要海绵骨的地方放置支持海绵骨生长的生长因子,在需要的地方放置支持致密骨生长的生长因子。

俄勒冈健康与科学大学的研究员Luiz Bertassoni说:“因此,这创造了一个具有指导意义的支架,细胞可以被精确地引导到感兴趣的位置。告诉新的地图集。“这是非常重要的,因为该领域的一个巨大瓶颈是,在更多组织形成之前,在再生组织的核心获得血管。”

骨愈合

每个微笼都很小,约为1.5立方毫米。资料来源:俄勒冈健康与科学大学

当研究人员在老鼠骨骼损伤上测试该系统时,他们发现它促使血管生长是传统支架的三倍研究该研究发表在《华尔街日报》上先进材料

接下来,研究人员计划测试微裂缝促进大鼠和骨折更复杂的大型动物骨骼愈合的能力。

软组织修复

该团队使用用于骨愈合的材料来建造它的微笼子。但他们相信,同样的设计可能会促进软组织愈合——帮助修复受损的肌肉、肌腱和器官——如果是用不同的材料建造的话。

展望更远的未来,他们预测,这种微笼甚至可以帮助科学家在实验室里用干细胞植入的支架培育出全新的器官。

犹他大学的生物工程师罗比·鲍尔斯(Robby Bowles)没有参与这项研究,他说,研究人员已经在试图弄清楚如何做到这一点,但现有的方法有很大的局限性。

“在很大程度上,这些技术不允许你在组织中引入梯度的组织和图案,”他说告诉这位科学家2月。“无法控制细胞在组织中的去向。”

奥舒团队的微型笼子的中空设计有可能让科学家克服这一障碍,帮助实现梦想器官需求成为现实。

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