修复骨骼和肌腱的承诺与人造材料
布列塔尼·泰勒是一个生物医学工程师和助理教授研究新的方法来改善骨骼和肌腱愈合后受伤。她是探索药物输送系统和临时人工组织替代促进肌腱愈合和骨骼和肌肉的界面。每年数以百万计的肌肉骨骼损伤引起疼痛,降低人们的生活质量。这里,她回答的问题使用复合材料的好处——从动物组织等材料或合成材料来改善修复结果。许多的技术仍处于实验阶段,在动物模型中进行测试。
一年至少一百万骨移植在美国。为什么医生和病人需要替代使用真实的骨头在这些手术吗?
肌肉骨骼并发症由于疾病、创伤或重复性的活动是主要的全球问题。目前的治疗修复这些伤害依靠收获或捐赠的组织。例如,医生从髂骨骨,弯曲部分顶部的臀部,然后模具适合该地区需要骨替换。但捐赠站点骨是有限的,有一个骨提取组织死亡的危险。
当另一个病人或尸体提供骨等维修,它能传播疾病。严酷的洗涤剂和灭菌方法来删除任何疾病也会影响骨骼的强度。
复合材料的使用克服的风险和问题真正的骨头。
什么样的材料可以帮助受伤的骨头再生呢?
复合材料有金属、陶瓷和polymers-human-made substances-appear为骨再生效果最好。他们还提供机械支持和一个矩阵组织发展。Biomaterials-engineered材料设计与实际身体组织会再生组织,帮助愈合。
生物材料应兼容。它不应该引发免疫反应,它应与组织的结构和力学性能。生物材料用于骨组织工程应该一样艰难的骨头和允许组织成长为结构。天然材料如从牛胶原蛋白或猪也可以集成到骨支架,促进骨修复。
你学习肌腱撕裂时和他们的再生能力有限。为什么不容易肌腱愈合自己吗?
肌腱再生不好因为他们有低cellularity-fewer集群的细胞比其他部分的身体和更少的血管。肌腱也形成疤痕组织他们治愈,因此有有限的功能。手术修复肌腱也可以轻易retear,这样可以减少一个人的生活质量,导致长期的并发症。因此,研究人员正在研究组织工程策略来增强愈合。
什么样的工程材料可以帮助肌腱愈合?
肌腱纤维组织,传递能量负载从肌肉骨骼。他们是“高度一致”,这意味着他们东方沿着加载方向传输。任何工程生物材料替代肌腱应该模仿它的机械力,让细胞附着和生长,像真正的肌腱。因此,聚合物生物材料是最好的材料工程师肌腱组织。工程师做实验与技术,如电纺聚合物,它使用一个电场画一个纳米聚合物链从一个解决方案,使纳米纤维。
纳米纤维可以结合其他材料工程师肌腱,因为他们有一个大的表面area-to-volume比和多孔。细胞很容易坚持这些材料。
你参与的开发更强大的支架,像真正的骨头。支架会怎么做,为什么他们需要更强?
组织工程生物材料支架是类似于脚手架用于建筑:一个临时的框架,支持结构和提供了一个平台的建设者爬和地方材料在合适的位置。一旦建设完成,移除脚手架和新建结构仍然存在。
相同的过程在人体工作。细胞附着在脚手架、增殖和迁移整个脚手架。细胞“爬”他们开始存款生物因素,促进组织的形成。
支架降解随着时间的推移组织再生。机械支持可以添加到支架,使它们更强。我和我的同事包括陶瓷制成的天然骨矿物质,羟磷灰石,在三维复合骨支架承载应用程序。帖子是类似于梁结构。
作为一个黑人科学家,你的主张好导师帮助其他科学家的颜色。
我不得不克服一些社会和学术挑战。作为一个黑人第一代大学毕业生和女性生物医学工程师的每一个层面上,我代表名额不足的学术界。的障碍我征服,我所获得的知识在这旅程为不同角度我带给这个领域作为一个文化主管教育家,多才多艺的科学家和强大的导师。
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