2004年3月9日
杜克大学生物医学工程师们已经开发出一种技术,用天然聚合物填充和保护在关节软骨的伤口,并提供支持搭建新软骨的生长。他们的进步提供了一个潜在的解决方案生成新软骨的一个核心问题:提供一个支持软骨细胞再生的软骨组织。
在测试兔子,Lori Setton,生物医学工程副教授杜克大学普拉特工程学院和她的研究团队刺激新的软骨生长在膝关节软骨缺损使用光活性聚合物水凝胶由专门的分子,透明质酸。hyaluronan-based聚合物创建一个保护帽在伤口上,使关节运动,同时提供结构支撑和化学环境新的软骨组织成长和填补缺陷。
创伤和受伤的膝盖和臀部通常涉及到关节软骨损伤,关节连接的薄层的目的。如果不及时治疗,软骨缺陷不修复,因为当地的细胞不能再生的新组织。病人患有骨关节炎软骨损伤将继续发展,崩溃的退行性关节疾病的特点是关节的软骨,导致疼痛和运动的损失。将近2100万美国人患有骨关节炎,主要在髋关节和膝关节的关节。
天然透明质酸聚合物在关节软骨提供力量和创建一个缓冲自润滑表面,使骨骼能够顺利互相摩擦。Hyaluranon注射已经被用来缓解关节疼痛,但好处消失后6个月左右。另一种方法涉及到在实验室培养病人自己的细胞,然后缝“补丁”组织损伤。花费超过26000美元,组织块的方法适用于运动损伤,但不推荐用于骨关节炎治疗,Setton说。
关注另一种方法,提供了快速和简单的缺陷修复,Setton和她的杜克大学医学中心的同事,t·帕克维尔的骨科手术,正在开发一种治疗鼓励使用本地天然软骨组织修复细胞群。
“软骨组织,没有自愈的能力,所以不能有任何没有外界干预治疗,”维尔继续说。“仍有许多障碍,克服挑战,但我们一直很鼓励的积极成果。把不同的学科专业知识的工程和医学将产生必要的突破推动生物医学研究”。
在他们的过程中,研究人员首先创建了一个hyaluronan-based解决方案很容易注入软骨眼泪和填充衣衫褴褛的伤口边缘。透明质酸是化学改变多个粘网站用来抓住对方。
研究人员然后把激光的聚合物凝胶,把液体变成固体,这一过程大约需要30秒。
“固体聚合物支持创建一个脚手架,充满缺陷,并提供正确的物理和化学信号,使细胞进入缺陷适当分化为软骨细胞,”Setton说。
灵活和艰难,固体聚合物力学性能,可以在综合最优控制函数的联合。
在最近完成的一项研究中,维尔透明质酸聚合物应用于动物关节创伤手术过程。两周后,横截面显示材料的整合与现有的软骨组织,同时也鼓励细胞渗透,躺下新软骨的生长。聚合物也有退化的迹象,需要发生的事情随着新组织来取代它,Setton说。
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