团队开发小说self-fitting为骨再生支架
研究人员从香港理工大学(理大)设计和制造高性能,self-fitting骨支架通过形状记忆泡沫和羟磷灰石结合,骨组织的主要矿物成分。它可以安全地和方便地移植到骨缺陷和诱导骨再生,从而提高骨损伤和骨折的恢复。
尽管的再生能力骨,对于大型骨缺陷由于骨肿瘤切除术或严重的骨折,骨移植手术(自体或同种异体)总是要求编排骨再生。骨折成为崛起的全球健康问题,特别针对老龄化社会,提高嫁接流程或有效地诱导骨再生已经成为科学家们不断增长的挑战。例如,最近的一项研究预计,每年新发病例的数量从骨质疏松髋部骨折在香港将三到2050年;马来西亚和新加坡期间将增加3.5倍。
有前途的领域探讨组织工程科学家之一是开发一个骨支架,可以作为模板快速组织再生,并可用于微创手术,以减少住院和感染的风险。小说脚手架由香港理工大学的研究团队,胡教授领导的公子谢博士(首席研究员)和瑞琪研究所的纺织品和服装,和郭博士从康复科学系的夏,是一个有前途的突破。团队与来自四川大学的研究人员合作。
这部小说脚手架是由形状记忆聚氨酯泡沫和羟磷灰石(HA)纳米颗粒。它的特点是self-fitting效果显著。形状记忆材料,支架可以在0°C,压实与紧凑的形状在室温下植入,扩大到原来的形状在40°C .脚手架从而填补不规则骨缺损完全。过渡温度,接近人体的生理温度范围,还提高了使用微创手术中的支架的可行性。
self-fitting脚手架具有高度多孔结构相互关联的毛孔,使细胞迁移和新组织的形成。脚手架的平均孔隙大小是670μm,接近内层的骨骼,从而模仿实际的体内微环境。最优结构支架的孔隙空间的60%左右。
如果支架的机械强度太低,可能发生变形或崩溃;如果它太高了,周围骨组织的密度可能会减少。理大发达self-fitting支架的抗压强度设计为13.6 mpa,与内部的骨小梁组织。实验室测试还表明,self-fitting支架生物相容性,无细胞毒性。
动物研究骨再生
“我们的研究团队进一步检查self-fitting支架在促进骨再生的性能通过兔股骨缺损的研究。结果表明,我们的支架克服传统聚合物支架的缺点,和骨再生潜力巨大,”胡教授说。
在动物研究中,18个兔子在每个膝关节股骨骨缺损,占36病变,分为实验组和对照组。
实验组骨缺损的兔子被植入self-fitting支架与原始大小约5%大于骨缺陷,压缩到原始尺寸的50%。触发40°C盐水后,支架扩张压实填形状缺陷的60秒。对照组骨缺陷空缺。
术后12周,实验组显示更快骨组织向内成长以体积。有46%的骨头长在肉内,或总缺陷的比例正在修理。相比之下,控制组只有24%。
self-fitting脚手架可靠地诱导成骨细胞和血管的形成,这是负责的合成骨组织。实验组,术后12周,新生血管性芽生长的支架是四倍的对照组。此外,5%的骨表面覆盖的实验组成骨细胞,而对照组记录几乎没有造骨细胞。
总之,香港理工大学开发的新型形状记忆支架的优点:
- 微创植入
- 自适应和self-fitting
- 骨重建的最优结构
- 完整的生物相容性
- 最佳的力学性能。
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