經銷網絡

您所在位置:首頁 > 經銷網絡 > 正文

基于檸檬酸鹽的生物材料可以減少骨骼愈合 減少排斥反應

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-10-01瀏覽次數:883

根據賓夕法尼亞州立大學的生物工程師團隊的研究,基于骨骼和柑橘類水果天然產物(稱為檸檬酸鹽)的材料為干細胞形成新的骨組織提供了額外的能量。他們對允許檸檬酸鹽輔助骨再生機制的新認識將有助于研究人員開發持續釋放,可生物降解,無檸檬酸鹽的支架,作為骨生長模板加速愈合。

賓夕法尼亞州立大學生物醫學工程教授楊健說:“在我們的實驗室里,我們已經與檸檬酸鹽合作了十多年。” “我們知道,在人體內,90%的有機檸檬酸鹽存在于骨組織中。但沒有人真正嘗試過使用檸檬酸鹽作為制造骨生物材料的基石。我們的新論文試圖了解檸檬酸鹽如何幫助骨骼治愈并使用這些理解來指導新的仿生材料的設計,以更好地修復骨骼。“

該小組的論文于今天(11月26日)在“美國國家科學院院刊”上發表。

自體移植 - 從患者身體的另一部分取骨并將其移植到傷口 - 是醫院環境中最常見的骨再生方法。這并不總是合適的方法,特別是在癌癥治療期間去除大的傷口或骨組織的情況下。

合成生物材料將是一種流行的替代品,許多實驗室正在努力開發它們。然而,目前的合成材料導致嚴重的炎癥,骨愈合緩慢和愈合質量差。身體用纖維組織包裹植入物,使得植入物不與周圍的骨骼合并。使用楊的材料,研究人員沒有看到包裝和慢性炎癥是最小的。

楊瀾實驗室的博士生馬英英是本文的第一作者。馬云的問題是要揭示一個鮮為人知的機制,身體使用檸檬酸鹽來再生骨骼。她發現干細胞膜有一個轉運體將檸檬酸鹽轉運到細胞以提高細胞能量水平。當骨干細胞分化成新的骨細胞時,它們需要更多的能量來支持活性骨的形成。檸檬酸鹽供應干細胞的時間和劑量也很關鍵。楊和馬創造了新發現的檸檬酸對干細胞分化的作用,作為一種“代謝調節”。

研究小組還發現了能源生產中的第二個因素,一種叫做磷酸絲氨酸的氨基酸。隨著他們對骨再生機制的新理解,他們開發了一種含有檸檬酸鹽和磷酸絲氨酸的生物材料,并在大鼠模型上進行了測試。

“使用我們的新材料,我們可以在一個月內看到新骨頭的早期沉積,”馬說。“這比FDA批準的設備中廣泛使用的生物材料早得多。在這項研究中,我們測試了兩個模型,股骨脛骨和顱骨缺損。

根據MA的研究,在這兩種動物模型中,我們發現新的生物材料在誘導早期骨形成和促進骨成熟方面優于商業材料。“對我來說,這是一個重要的發現,”楊說,他是賓夕法尼亞州立大學材料研究所和哈克生命科學研究所的教員。檸檬酸鹽現在被認為是干細胞代謝和分化的中心環節。我們正在揭示檸檬酸鹽影響干細胞活性的機制,不僅影響骨骼,而且還影響其他類型的細胞和組織。例如,腦脊液周圍含有高濃度的檸檬酸鹽。

與楊和馬一起,論文中的其他作者,“通過代謝基因調節的人類干細胞的基于檸檬酸鹽的材料燃料”,是金正民,丁丁珊,林巧玲和Maria Hudock,他們都是楊的現任或前任學生實驗室。與中國南方醫科大學的邢興貴,謝登輝,齊和白曉春。美國國立衛生研究院,囊性纖維化基金會研究獎和國家自然科學基金會支持該研究。

蓝海赚钱