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创造新的骨组织生成技术
发布时间: 2014-04-24     来源: 科学日报

    来源:阿林顿德克萨斯大学

摘要:科学家们正在研究由人体自身的干细胞生长的骨骼是否可以取代传统类型的骨移植。这一手术已在先前的实验中取得了成功,它是利用生物降解高分子支撑材料,并用骨形态生成蛋白或是插入到小鼠腹部的骨成型蛋白质来吸引能够生成骨骼的干细胞。骨成型蛋白质已被确定是能够促进骨骼生长的蛋白质。
德克萨斯州阿林顿大学和德克萨斯州阿林顿纪念医院正在调查人体自身的干细胞是否可以取代传统类型的骨移植。
这一手术已在先前的实验中取得了成功,它是利用生物降解高分子支撑材料,并用骨形态生成蛋白或是插入到小鼠腹部的骨成型蛋白质来吸引能够生成骨骼的干细胞。骨成型蛋白质已被确定是能够促进骨骼生长的蛋白质。一篇发表于在线期刊《公共科学图书馆期刊》的新论文详细介绍了这项研究,即《在腹膜中使用自体祖细胞的骨骼组织工程学》。
阿林顿德克萨斯大学生物工程主任兼教授唐立平和德克萨斯阿林顿纪念医院的骨科科长Joseph Borrelli博士合著了这篇论文,他们也是研究项目的主要研究者。
唐立平说这一手术允许外科医生在患者体内安置一个“微型生物反应器”。科学家认为小鼠腹部能够熟练地模拟人体内各种骨骼修复过程中出现的外伤和异物环境响应。他说通过这一手术可以在几天内生成骨组织,而不是现有实验室设置流程中所需要的几周或几个月。
Borrelli说:“这项研究将会帮助我们形成一个脚手架混合物的特定类型,这种混合物可以淘汰当前的骨移植技术。”
该手术有助于开放骨折、骨髓炎、无法治愈的骨折、先天性畸形、肿瘤以及在更一般意义上,或许是骨质疏松症的治疗。
Borrelli说我们的目标是利用骨骼修复中的人体自身愈合能力。例如,现在如果一位患者身患骨缺损或复杂的胫骨骨折症,外科医生可能会对其进行一个从骨盆中取出骨头的髂骨移植手术。
在骨移植手术中,外科医生利用一种将骨头从骨盆中刮掉或剃出的原理。然后直接用缺陷或其他蛋白质结合代替剃出的骨屑。如果手术成功,Borrelli和唐立平的这项研究将会淘汰骨移植技术。
Borrelli表示现有的移植手术存在25%的并发症发生率。他说新的手术将有助于减少与骨移植相关的并发症发生率,从而降低医疗费用。
Borrelli说:“将来,医生将能够把携有理想蛋白质的脚手架材料注入患者骨骼中需要生长或修复的区域,而且患者的细胞再也不需要离开患者的身体。这将会降低成本,减少手术时间,也将会提高患者的舒适度。”
阿林顿德克萨斯大学工程学院的院长Khosrow Behbehani说医院和大学之间的合作是一种可以带来医疗保健创新的合作。
Behbehani说:“与像德克萨斯州阿林顿纪念医院这样的合作伙伴进行合作使我们的研究人员专注于帮助人们的这一目标上。唐博士和Borrelli博士完成的研究信守了医学进步的承诺,即可以节省患者的时间和金钱,改善疗法。”
该研究小组表示这种手术可能在未来成为一种门诊手术。
德克萨斯州阿林顿纪念医院拨款九万美元来支持这一项目的后续研究以及其他临床相关项目。这笔资金还将支付给唐立平实验室的一名博士生。
德克萨斯州阿林顿纪念医院院长Kirk King说:“我们想不出比这一部分更好的合作项目了。通过与德克萨斯州阿林顿大学的人才们合作,我们为实现先进科学的终极目标贡献了力量,这一终极目标就是加强医疗保健以提高个人的生活质量。这是一个富有挑战的任务,但也是我们很荣幸能够见证这一目标实现的。
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