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新的水凝胶在治疗骨缺损方面显示出前景

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2019-10-15浏览次数:1537

来自加利福尼亚大学洛杉矶分校牙科学院的生物工程师和牙医已开发出一种新型水凝胶,它比现有的水凝胶更具多孔性,可有效促进组织修复和再生。一旦注入小鼠模型,新的水凝胶显示诱导天然存在的干细胞迁移,以更好地促进骨愈合。目前使用水凝胶和干细胞或引入体内的昂贵生物制剂的实验应用可能具有负面副作用。

发表在Nature Communications杂志上的研究结果表明,在不久的将来,下一代水凝胶系统可以大大改善目前基于生物材料的治疗方法,以修复骨缺损。

水凝胶是由聚合物链的3D网络组成的生物材料。由于网络吸收水的能力及其与活组织的结构相似性,它可用于将细胞运输到缺陷区域以再生丢失的组织。然而,水凝胶的小孔径限制了移植细胞的存活,它们的扩张和新的组织形成,使其不再是再生组织的理想选择。

在生物材料领域中普遍存在的一种材料是天然存在的矿物粘土。粘土已成为医疗产品的理想添加剂,没有任何负面影响。它已被证明是生物相容的并且容易获得。

粘土是分层的,表面带负电。独特的分层结构和电荷对研究人员非常重要,因为他们的水凝胶具有正电荷或相反电荷。当将水凝胶插入粘土层时,结果是具有更多孔结构的粘土增强水凝胶,其可以通过称为插层化学的过程更好地促进骨形成。

一旦他们的粘土增强水凝胶,研究人员使用一种称为光诱导或光诱导的过程将他们的新生物材料变成凝胶,这将使其更容易注入他们的小鼠模型。

小鼠模型具有不愈合的颅骨缺损,研究人员注射了他们的粘土增强水凝胶。六周后,他们发现该模型通过其自身的干细胞迁移和生长显示出显着的骨愈合。

“这项研究将帮助我们开发具有高孔隙度的新一代水凝胶系统,并大大改善现有的骨移植材料,”主要作者Min Lee说,他是加州大学洛杉矶分校牙科学院生物材料教授。它也是Jonsson综合癌症中心的成员。 “我们的纳米复合水凝胶系统将用于许多应用,包括治疗输送,细胞载体和组织工程。”

使用水凝胶的活细胞和生物活性分子的可注射组合将是用于治疗身体的不健康或受损区域而不是更具侵入性的手术的优选医学应用。

未来的研究计划了解纳米复合水凝胶的物理性质如何影响细胞迁移及其功能以及血管形成。