เคลือบนั่งร้านเนื้อเยื่อช่วยให้ร่างกายเจริญเติบโตของกระดูกใหม่ที่จะซ่อมแซมได้รับบาดเจ็บหรือข้อบกพร่อง

วิศวกรเคมี MIT ได้วางแผนโครงสร้างเนื้อเยื่อที่ปลูกถ่ายใหม่เคลือบด้วยปัจจัยการเจริญเติบโตของกระดูกที่มีการปล่อยออกมาอย่างช้าๆในช่วงไม่กี่สัปดาห์ที่ผ่านมา เมื่อนำไปใช้กับการบาดเจ็บที่กระดูกหรือข้อบกพร่องนั่งร้านเคลือบนี้ทำให้เกิดร่างกายได้อย่างรวดเร็วในรูปแบบกระดูกใหม่ที่มีลักษณะและพฤติกรรมเช่นเดียวกับเนื้อเยื่อเดิม

ในภาพเป็นไมโครสแกนอิเล็กตรอนที่มีรูพรุนโพลีอิเล็กทรอนิคส์ (แลคติก-ร่วมกรดไกลโคลิก) (PLGA) สล็อตออนไลน์  เมมเบรน เมมเบรนจะถูกเคลือบด้วย polyelectrolyte (พีอีเอ็ม) การเคลือบหลายชั้นที่เผยแพร่ปัจจัยการเจริญเติบโตที่จะส่งเสริมการซ่อมแซมกระดูก
การอนุเคราะห์จาก Nasim Hyder และ Nisarg เจชาห์: เครดิต

ประเภทของนั่งร้านเคลือบซึ่งอาจมีการปรับปรุงอย่างมากในช่วงมาตรฐานในปัจจุบันสำหรับการรักษาอาการบาดเจ็บของกระดูกที่เกี่ยวข้องกับการปลูกกระดูกจากส่วนหนึ่งของร่างกายของผู้ป่วยอื่น – เป็นกระบวนการที่เจ็บปวดที่ไม่ได้มักจะจัดหากระดูกพอ ผู้ป่วยที่มีการบาดเจ็บของกระดูกอย่างรุนแรงดังกล่าวเป็นทหารที่ได้รับบาดเจ็บในการสู้รบ; คนที่ต้องทนทุกข์ทรมานจากความผิดปกติของกระดูก แต่กำเนิดเช่นความผิดปกติ craniomaxillofacial;และผู้ป่วยในความต้องการของเสริมกระดูกก่อนที่จะมีการแทรกของรากฟันเทียมจะได้ประโยชน์จากโครงสร้างเนื้อเยื่อใหม่นักวิจัยบอกว่า

“มันเป็นปัญหาทางการแพทย์ที่ท้าทายอย่างแท้จริงและเราได้พยายามที่จะให้วิธีหนึ่งที่จะแก้ปัญหาว่า” Nisarg ชาห์ผู้รับปริญญาเอกที่ผ่านมาและผู้เขียนนำกระดาษที่ปรากฏในกิจการของสถาบันวิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาตินี้กล่าวว่า สัปดาห์ที่

พอลล่าแฮมมอนด์ศาสตราจารย์เดวิดเอชโคช์วิศวกรรมและเป็นสมาชิกของเอ็มไอทีโคช์สถาบันเพื่อบูรณาการการวิจัยโรคมะเร็งและภาควิชาวิศวกรรมเคมีเป็นกระดาษเขียนอาวุโส ผู้เขียนอื่น ๆ ที่มี postdocs เมตร Nasim Hyder และ Mohiuddin Quadir นักศึกษาปริญญาโทNoémie-Manuelle, ดอร์วั Courchesne ฮาวเวิร์ด Seeherman ของ Restituo ไมรอนเนวินของโรงเรียนฮาร์วาร์การแพทย์ทันตกรรมและไมรอนสเปคเตอร์ของบริกแฮมและสตรีโรงพยาบาล

กระตุ้นให้เกิดการเจริญเติบโตของกระดูก

สองที่สำคัญที่สุดปัจจัยการเจริญเติบโตของกระดูกที่มีเกล็ดเลือดที่ได้จากปัจจัยการเติบโต (PDGF) และกระดูก morphogenetic โปรตีน 2 (BMP-2) เป็นส่วนหนึ่งของการรักษาบาดแผลที่น้ำตกธรรมชาติ PDGF เป็นหนึ่งในปัจจัยแรกที่ปล่อยออกมาทันทีหลังจากได้รับบาดเจ็บกระดูกเช่น กระดูกหัก . หลังจาก PDGF ปรากฏปัจจัยอื่น ๆ รวมทั้ง BMP-2, ช่วยในการสร้างสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมสำหรับการงอกของกระดูกโดยการสรรหาเซลล์ที่สามารถผลิตกระดูกและสร้างโครงสร้างสนับสนุนรวมทั้งหลอดเลือด

ความพยายามที่จะรักษาอาการบาดเจ็บที่กระดูกกับปัจจัยการเจริญเติบโตเหล่านี้ได้รับการขัดขวางโดยไม่สามารถที่จะมีประสิทธิภาพในการส่งพวกเขาในลักษณะที่ควบคุม เมื่อปริมาณที่มีขนาดใหญ่มากของปัจจัยการเจริญเติบโตมีการส่งมอบเร็วเกินไปที่พวกเขาจะถูกลบออกอย่างรวดเร็วจากการบำบัด – ดังนั้นพวกเขาจึงมีการลดผลกระทบต่อการซ่อมแซมเนื้อเยื่อและยังสามารถก่อให้เกิดผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์

“คุณต้องการปัจจัยการเจริญเติบโตที่จะออกช้ามากและนาโนกรัมหรือไมโครกรัมปริมาณไม่มิลลิกรัมปริมาณ” แฮมมอนด์กล่าวว่า “คุณต้องการที่จะรับสมัครเหล่านี้ผู้ใหญ่พื้นเมือง เซลล์ต้นกำเนิด ที่เรามีในไขกระดูกของเราที่จะไปที่เว็บไซต์ของการบาดเจ็บแล้วสร้างกระดูกรอบนั่งร้านและคุณต้องการที่จะสร้างระบบลำเลียงไปกับมัน “.

กระบวนการนี​​้ต้องใช้เวลาเพื่อให้นึกคิดปัจจัยการเจริญเติบโตจะถูกปล่อยออกมาอย่างช้าๆในช่วงหลายวันหรือสัปดาห์ เพื่อให้บรรลุนี้ทีม MIT สร้างบางมากแผ่นนั่งร้านที่มีรูพรุนเคลือบด้วยชั้นของ PDGF และ BMP โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าชั้นโดยชั้นที่ประกอบพวกเขาเป็นครั้งแรกที่มีการเคลือบแผ่นประมาณ 40 ชั้นของ BMP-2; ด้านบนของที่มีอีก 40 ชั้นของ PDGF นี้ได้รับอนุญาต PDGF ที่จะได้รับการปล่อยตัวเร็วขึ้นพร้อมกับที่ยั่งยืนมากขึ้น BMP-2 ปล่อยล้อเลียนแง่มุมของการรักษาธรรมชาติ

“นี่คือข้อได้เปรียบที่สำคัญสำหรับงานวิศวกรรมเนื้อเยื่อกระดูกเนื่องจากการปล่อยของโปรตีนส่งสัญญาณจะต้องมีความช้าและมันจะต้องมีการกำหนด” นิโคลัส Kotov, ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนที่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของกล่าวว่า ทีมวิจัย

แผ่นนั่งร้านประมาณ 0.1 มิลลิเมตรหนา เมื่อเคลือบการเจริญเติบโตของปัจจัยที่ใช้นั่งร้านสามารถตัดจากแผ่นตามความต้องการและในขนาดที่เหมาะสมสำหรับการปลูกเป็นอาการบาดเจ็บที่กระดูกหรือข้อบกพร่อง

การซ่อมแซมที่มีประสิทธิภาพ

นักวิจัยได้ทดสอบนั่งร้านในหนูที่มีกะโหลกศีรษะมีขนาดใหญ่พอที่ข้อบกพร่อง – 8 มิลลิเมตรในเส้นผ่าศูนย์กลาง – ที่ไม่สามารถรักษาได้ด้วยตัวเอง หลังจากที่นั่งร้านถูกปลูกฝัง, ปัจจัยการเจริญเติบโตได้รับการปล่อยตัวในอัตราที่แตกต่างกัน PDGF ได้รับการปล่อยตัวในช่วงสองสามวันแรกหลังจากการปลูกช่วยเริ่มต้นน้ำตกรักษาบาดแผลและระดมเซลล์สารตั้งต้นที่แตกต่างกันไปยังเว็บไซต์ของแผล เซลล์เหล่านี้มีหน้าที่รับผิดชอบในการสร้างเนื้อเยื่อใหม่รวมทั้งเส้นเลือดโครงสร้างหลอดเลือดสนับสนุนและกระดูก

BMP, ออกช้ามากขึ้นแล้วเหนี่ยวนำบางส่วนของเซลล์อ่อนเหล่านี้จะกลายเป็นเซลล์สร้างกระดูกที่ผลิตกระดูก เมื่อทั้งสองปัจจัยการเจริญเติบโตถูกนำมาใช้ร่วมกันเซลล์เหล่านี้สร้างชั้นของกระดูกเร็วที่สุดเท่าที่สองสัปดาห์หลังจากการผ่าตัดที่แยกไม่ออกจากกระดูกตามธรรมชาติในลักษณะและคุณสมบัติทางกลของนักวิจัยบอกว่า

“การใช้การรวมกันนี้จะช่วยให้เราไม่เพียง แต่มีการเร่งการขยายตัวครั้งแรก แต่ยังอำนวยความสะดวกวางลงบางเนื้อเยื่อหลอดเลือดซึ่งมีเส้นทางสำหรับทั้งเซลล์ต้นกำเนิดและเซลล์สร้างกระดูกผู้นำและผู้เล่นอื่น ๆ จะได้รับในและทำงานของพวกเขา. คุณจะจบลง ด้วยชุดรักษาระบบมาก “แฮมมอนด์กล่าวว่า

ข้อดีของวิธีนี้ก็คือว่านั่งร้านที่ย่อยสลายได้และหยุดพักลงภายในร่างกายภายในไม่กี่สัปดาห์ วัสดุนั่งร้าน, ลิเมอร์ที่เรียกว่า PLGA สล็อตออนไลน์  ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการรักษาพยาบาลและสามารถปรับให้สลายตัวในอัตราที่เฉพาะเจาะจงเพื่อให้นักวิจัยสามารถออกแบบให้มีอายุการใช้งานเพียงตราบเท่าที่จำเป็น

ทีมแฮมมอนด์ได้ยื่นจดสิทธิบัตรอยู่บนพื้นฐานของงานนี้และตอนนี้มีจุดมุ่งหมายที่จะเริ่มต้นการทดสอบระบบในสัตว์ขนาดใหญ่ด้วยความหวังว่าในที่สุดก็ย้ายเข้าไปในการทดลองทางคลินิก