研究人員開發出一種新技術可以幫助骨骼更快地癒合

伊利諾伊大學芝加哥分校和賓夕法尼亞大學的研究人員開發出一種獨特的技術，該技術使用幹細胞和柔性植入式骨穩定板來幫助加速大型斷裂或缺損的癒合。

該技術允許應用於斷裂部位的幹細胞經歷一些機械應力，就像它們在胚胎髮育中那樣。這些力量可能有助於促使幹細胞分化為軟骨和骨骼，並促進骨骼中的其他細胞再生。

他們的研究結果發表在「 科學轉化醫學」雜誌上。

幹細胞需要環境線索來分化成構成獨特組織的細胞。芝加哥伊利諾伊大學生物工程和骨科理查德和貸款山教授Eben Alsberg解釋說，產生骨骼和軟骨的幹細胞在發育和癒合過程中會受到機械力的影響。

當骨骼癒合時，斷裂部位附近骨髓中的幹細胞首先變成軟骨細胞和後來的骨細胞 - 最終將斷裂編織在一起。當破碎或變形的骨骼之間存在較大間隙時，通過積极參与再生過程或刺激鄰近細胞的骨形成，將額外的幹細胞應用於破裂部位可以幫助骨骼更快地癒合。

但是要使用幹細胞進行骨再生，需要將它們送到缺損部位並進行適當區分以刺激修復。

Alsberg及其同事開發了一種獨特的細胞製劑，可以輕鬆處理和操作以進行植入，並支持胚胎骨發育過程中發生的細胞分化事件。

在Alsberg的準備過程中，培養幹細胞，使它們相互連接形成片狀或栓狀。該製劑還含有明膠微粒，其載有幫助幹細胞分化的生長因子。這些片或插頭可以被操縱和植入，並減少細胞漂移的趨勢。Alsberg稱這些材料為「冷凝物」。

在之前的研究中，Alsberg及其同事在嚙齒動物模型中使用凝結物來幫助治癒顱骨中的骨缺損。他們看到凝結水停留在原位，能夠提高骨再生的速度和程度。

最近，Alsberg與賓夕法尼亞大學整形外科和生物工程學助理教授Joel Boerckel以及該論文的高級作者合作，將這一想法更進一步。

Boerckel開發了一種獨特，靈活的「固定器」。正如矯形外科醫生所知，固定器通常是用於在斷裂部位穩定骨骼的剛性金屬板或桿。這些類型的固定器可以最大限度地減少機械應力損壞時的體積。

Boerckel靈活的固定器可以讓Alsberg凝結水中的細胞體驗到對刺激增強的軟骨和骨骼形成至關重要的壓縮力。

研究人員使用大鼠模型來確定骨缺損中存在的機械力如何影響凝結物促進骨再生的能力。當研究人員在他們的股骨缺陷的大鼠中使用冷凝片和柔性固定器時，他們發現與接受冷凝物和僵硬的傳統固定器的對照組相比，癒合增強並且骨骼具有更好的機械功能。

「我們從這項研究中開發的設備和技術也可能影響我們在受傷後實施物理治療的方式，」Boerckel說。「我們的研究結果支持新興的」再生康復「模式，這一理念將物理治療和再生醫學的原則結合在一起。我們的目標是了解機械刺激如何影響細胞行為，以更好地影響患者的治療效果，而無需額外的藥物或裝置。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！