研究人员用一种特殊的水凝胶来诱导骨骼再生,这种水凝胶可以模拟骨骼的自然环境
特拉维夫大学开发的一项创新技术可能通过一种特殊的水凝胶使骨再生纠正大型骨缺损。在动物模型测试成功后,研究人员现在计划进行临床试验。
这项研究由TAU医学院Maurice and Gabriela Goldschleger牙科医学院的专家进行,Lihi Adler-Abramovich教授和Michal Halperin-Sternfeld博士领导,与Itzhak Binderman教授、Rachel Sarig博士、Moran Aviv博士和密歇根大学安娜堡分校的研究人员合作。这篇论文发表在临床牙周病杂志。
阿德勒-阿布拉莫维奇教授说,“很小骨缺陷,如骨折,随着身体恢复失去的骨组织,自然愈合。问题始于巨大的骨缺损。”
“在许多情况下,当肿瘤切除(手术切除)导致大量骨质流失时,身体的创伤例如,拔牙、牙龈疾病或种植牙周围发炎,骨骼无法自我更新。在目前的研究中,我们开发了一种水凝胶,它模仿骨骼细胞外基质中的天然物质,刺激骨骼生长,重新激活免疫系统,以加速愈合过程。”
研究人员解释说,细胞外基质是包围我们细胞的物质,为它们提供结构支撑。我们体内每种类型的组织都有特定的细胞外基质,由具有正确力学特性的合适物质组成。这种新型水凝胶具有类似天然骨骼细胞外基质的纤维结构。此外,它是刚性的,从而使患者的细胞分化成骨形成细胞。
“可以预料的是,细胞外基质阿德勒-阿布拉莫维奇教授说。“在我们的研究中,我们生产了一种水凝胶,它在化学和物理性质上都模仿了这种特定的基质。在纳米水平上,细胞可以附着在凝胶上,获得结构支撑,并从纤维中接收相关的机械信号。”
“起初,为了测试这些特性,我们在凝胶的3D模型中培养细胞。然后我们检查了水凝胶对模型动物的影响,这些动物有不能自发愈合的大骨缺损。我们用Micro ct等多种方法对他们进行了两个月的监测,令我们高兴的是,骨骼缺损通过再生得到了完全纠正,骨骼恢复了原来的厚度,并产生了新的血管。”
根据阿德勒-阿布拉莫维奇教授的说法,这种创新凝胶在骨科和骨科都有广泛的临床应用口腔医学。“当我们的牙齿由于大面积损伤或细菌感染而脱落时,标准的治疗方法是牙科植入物。然而,植入物必须固定在足够数量的骨骼中,并且当骨质流失太大了,医生会从身体的健康部位植入额外的骨头——这是一个复杂的医疗程序。”
“另一种选择是添加来自人类或动物的骨骼替代品,但这可能会产生免疫反应。我希望在未来,我们开发的水凝胶能够实现更快、更安全、更简单的骨骼修复。”