软骨基质作为软骨再生的天然生物材料

膝盖软骨
资料来源:CC0 Public Domain

只有几毫米厚的关节软骨在我们的肌肉骨骼系统中起着至关重要的作用,因为它负责平稳(在真正意义上)的运动。然而,这种特殊结构的缺点是,即使是轻微的损伤也不能再生。因此,及时治疗软骨损伤至关重要。生物材料通常被用来支持细胞,它们的分布和保护。在大多数情况下,这种治疗可以显著改善患者的临床症状,但不能完全恢复软骨的原始状态。由Sylvia Nürnberger(维也纳MedUni骨科和创伤外科)领导的工作组开发了再生策略,并发现天然软骨基质适合作为改善软骨再生的生物材料。

关节随着时间的推移,损伤会恶化,如果不及时治疗,会导致整个关节的关节炎。因此,及时治疗软骨损伤至关重要。在大面积受伤的情况下,手术是最好的选择。这包括软骨细胞植入或干细胞激活,以提供受损组织它需要软骨再生。生物材料经常被引入支持细胞,它们的分布和保护。在大多数情况下,这种治疗可以显著改善患者的临床症状,但不能完全恢复软骨的原始状态。

用供体基质支持内源性细胞

为了在再生过程中带来长期持久的改善,Nürnberger的骨科创伤外科工作组与AUVA创伤研究中心的路德维希·玻尔兹曼实验和临床创伤学研究所合作,利用天然软骨基质的潜力,为软骨细胞或干细胞创造最佳环境。为此目的,由奥地利研究促进机构FFG资助的一个项目(还包括维也纳应用科学大学和鹿特丹伊拉斯谟医学院)开发了处理获得的供体软骨的技术,例如在常规手术过程中,分几个步骤。

为了便于患者自身细胞的再生,首先移除供体细胞。“这留下了一个非常密集的基质,患者的细胞无法迁移到其中。在这一发展过程中,打开矩阵被证明是一个技术挑战,这是通过激光雕刻实现的。这使我们能够以一种可控和标准化的方式进行非常精细的切口,以便再生细胞可以进入组织的更深区域,”Nürnberger解释道。“开发出来的材料在结构和组成上很大程度上类似于原始的软骨,因此可以作为再生组织的组成部分,从而帮助组织的形成。”

这些特性将新开发的材料“CartiScaff”与以前的方法区别开来,也让我们有理由希望能够实现更快、更持久的再生。临床前研究已经表明CartiScaff促进新软骨组织的形成。作为ffg资助的后续研究的一部分,该材料目前正在进行临床前实验,以确定其在自然载荷条件下的性能。希望在未来,新的生物材料CartiScaff可以与现有的手术技术结合使用,并可以扩大和改进常规治疗的范围。


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更多信息:S. Nürnberger等。激光基质雕刻脱细胞关节软骨的再生EBioMedicine(2021)。DOI: 10.1016 / j.ebiom.2020.103196
期刊信息: EBioMedicine

引用:软骨基质作为软骨再生的天然生物材料(2021年1月20日)检索于2021年5月22日//www.pyrotek-europe.com/news/2021-01-cartilage-matrix-natural-biomaterial-regeneration.html
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