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新的水凝膠在治療骨缺損方面顯示出前景

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-10-15瀏覽次數:1537

來自加利福尼亞大學洛杉磯分校牙科學院的生物工程師和牙醫已開發出一種新型水凝膠,它比現有的水凝膠更具多孔性,可有效促進組織修復和再生。一旦注入小鼠模型,新的水凝膠顯示誘導天然存在的干細胞遷移,以更好地促進骨愈合。目前使用水凝膠和干細胞或引入體內的昂貴生物制劑的實驗應用可能具有負面副作用。

發表在Nature Communications雜志上的研究結果表明,在不久的將來,下一代水凝膠系統可以大大改善目前基于生物材料的治療方法,以修復骨缺損。

水凝膠是由聚合物鏈的3D網絡組成的生物材料。由于網絡吸收水的能力及其與活組織的結構相似性,它可用于將細胞運輸到缺陷區域以再生丟失的組織。然而,水凝膠的小孔徑限制了移植細胞的存活,它們的擴張和新的組織形成,使其不再是再生組織的理想選擇。

在生物材料領域中普遍存在的一種材料是天然存在的礦物粘土。粘土已成為醫療產品的理想添加劑,沒有任何負面影響。它已被證明是生物相容的并且容易獲得。

粘土是分層的,表面帶負電。獨特的分層結構和電荷對研究人員非常重要,因為他們的水凝膠具有正電荷或相反電荷。當將水凝膠插入粘土層時,結果是具有更多孔結構的粘土增強水凝膠,其可以通過稱為插層化學的過程更好地促進骨形成。

一旦他們的粘土增強水凝膠,研究人員使用一種稱為光誘導或光誘導的過程將他們的新生物材料變成凝膠,這將使其更容易注入他們的小鼠模型。

小鼠模型具有不愈合的顱骨缺損,研究人員注射了他們的粘土增強水凝膠。六周后,他們發現該模型通過其自身的干細胞遷移和生長顯示出顯著的骨愈合。

“這項研究將幫助我們開發具有高孔隙度的新一代水凝膠系統,并大大改善現有的骨移植材料,”主要作者Min Lee說,他是加州大學洛杉磯分校牙科學院生物材料教授。它也是Jonsson綜合癌癥中心的成員。 “我們的納米復合水凝膠系統將用于許多應用,包括治療輸送,細胞載體和組織工程。”

使用水凝膠的活細胞和生物活性分子的可注射組合將是用于治療身體的不健康或受損區域而不是更具侵入性的手術的優選醫學應用。

未來的研究計劃了解納米復合水凝膠的物理性質如何影響細胞遷移及其功能以及血管形成。

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