开发生物活性凝胶的研究团队治疗膝关节伤害

膝盖受伤是各地运动员的祸根，从专业人士和大学明星到周末勇士。目前的修复受膝关节损伤损坏的软骨的手术选择成本高昂，可以具有并发症，并且在长期运行中往往不是很有效。即使在手术后，软骨变性也可以导致疼痛的关节炎。

但爱荷华大学的一个骨科研究团队正在研究一种解决方案，希望它能产生一种微创、实用、廉价的方法来修复和预防软骨骨关节炎。

“我们正在创造一种可以修复的[可注射的生物活性]水凝胶软骨损坏，再生更强大的软骨，并希望延迟或消除骨关节炎的发展，消除对膝关节全膝关节的需求，“詹姆斯马丁实验室，博士，矫正矫正教授的矫形和康复教授博士，宇王莹，宇该研究的第一个作者，在可能发布期刊的封面上展出关节炎和风湿病学。

马丁的团队以前鉴定了正常软骨内的前体细胞，可以成熟到新的软骨组织中。这是一个令人惊讶的发现，因为软骨是软骨是不能修复本身的少数组织中的少数组织之一。

研究小组还确定了吸引这些前体细胞(称为软骨原体细胞(CPC))的分子信号因子，这些前体细胞从周围的健康组织进入受损区域，并使它们发育成新的正常软骨。其中一种被称为基质细胞衍生因子1 (SDF1)的信号就像前体细胞的归途信标。

在一个软骨损伤的实验模型中，Yu将定制的水凝胶装入SDF1，并将其注射到模型软骨的穿孔中。的前体细胞向SDF1信号方向迁移并填充损伤部位。随后应用一种生长因子使细胞成熟为修复损伤的正常软骨。

“这个过程给了我们一个很好的结果，”余说。“新软骨与未损坏的组织无缝集成，它具有正常浓度的蛋白质酚，结构性良好，看起来像正常的软骨。”

这种新组织的机械强度不如普通软骨，但Yu和Martin认为，机械负荷——即在物理治疗和锻炼过程中施加的压力——可能会改善其机械性能。

马丁说:“骨关节炎没有真正的治愈方法，只有全关节置换，这并不特别适合年轻患者，因为人工关节会磨损，需要多次更换。”“我们的方法旨在利用身体自身的修复能力，我们已经证明了这一点。软骨确实具有再生潜力;你只需要操纵它。“

为了将这种方法转化为一种可用于人类的疗法，该团队现在需要在凝胶中加入生长因子，这样就可以在生长因子之后逐步释放引诱剂SDF1。Martin和Yu与UI药剂学教授Aliasger Salem博士合作，将这种特性应用到凝胶中。

该团队将采用Salem对微型制作技术的专业知识，用于制造新型药物和基因递送装置，测试两种技术 - 纳米大小的质粒，用于携带含有物质的生长因子或微球的遗传指令 - 掺入生长因子进凝胶。

商业化的长期目标凝胶作为人类治疗指导研究者的思考从项目的开始,影响材料和技术的选择,和促使Yu参与UI风险学校,他和几个同事开发了一个商业计划的产品。

“我们非常清楚进行转化研究的必要性，我们一直在寻找开发一种可用于人类的治疗方法的最佳途径，”马丁说。

“当我们准备好商业化这一产品时，我们已经知道所有组件都是用于人类使用的FDA，”YU增加。“这将加速这个过程。”

余和马丁计划在一年内开始动物试验，如果结果良好，他们希望准备在大约五年内开始人类试验。

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