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美國德州農(nóng)工大學(xué)博士Melissa Grunlan在舊金山舉行的美國化學(xué)學(xué)會(huì)第248屆國際會(huì)議&展覽會(huì)上發(fā)表了一種海綿狀聚合物的“自擬合材料”。該材料可以用于填充人體骨骼缺口,充當(dāng)支架促進(jìn)新骨骼的生長。
一塊海綿狀聚合物,可以作為醫(yī)用材料,用于填充人體骨骼缺口,充當(dāng)支架促進(jìn)新骨骼的生長。骨骼損傷、先天性缺陷(比如腭裂)、或者切除腫瘤都可能導(dǎo)致骨骼出現(xiàn)難以自然愈合的過大缺口。這些缺口如果出現(xiàn)在頭部、臉上或者下顎,可能會(huì)嚴(yán)重改變一個(gè)人的外貌。這種類似海綿的聚合物就是聚己內(nèi)酯(PCL),在最常用到的兩種修復(fù)手術(shù)中,這種聚合物可以幫助填補(bǔ)骨骼缺口。
目前采用的兩種修復(fù)顱頜面骨骨缺損的方式都存在缺陷。最常用的方式是自體移植,即外科醫(yī)生在病患身體的其他地方取出部分骨骼,設(shè)法塑形,用其彌補(bǔ)骨缺損。
而采用不易碎的形狀記憶高分子材料(SMP),可自行塑造成骨缺口的精密形狀,支持新骨組織的生長。
多空滲透SMP泡沫材料由聚己內(nèi)酯制成,聚己內(nèi)酯是一種有彈性、可生物降解的物質(zhì),已被應(yīng)用于一些醫(yī)學(xué)植入中。最終的材料就像一塊堅(jiān)硬的海綿,有很多連通的氣孔,骨細(xì)胞可以在這些氣孔之間回游并生長。
當(dāng)加熱到140℉時(shí),SMP就會(huì)變得柔軟可塑。舉例而言,在修復(fù)骨缺損的手術(shù)中,外科醫(yī)生會(huì)將SMP加熱至這個(gè)溫度,材料變軟后,再將其填充到缺損位置。當(dāng)SMP冷卻到人體溫度時(shí),它會(huì)恢復(fù)成原先的堅(jiān)硬結(jié)構(gòu),在缺損位置固定下來。
研究人員還在SMPs外面涂覆了一層聚多巴胺,聚多巴胺是一種粘性物質(zhì),可幫助鎖定聚合物的位置,同時(shí)還可幫助造骨細(xì)胞依附在聚合物上,使新生骨組織遍布整個(gè)結(jié)構(gòu)。SMP是一種可生物降解的材料,因此植入物最終將會(huì)消失,只剩下新生的骨組織。
為了測(cè)試SMP支架是否可以幫助骨細(xì)胞生長,研究人員將其與人體造骨細(xì)胞放在一起。三天后發(fā)現(xiàn),涂有聚多巴胺的SMPs所含造骨細(xì)胞比未涂聚多巴胺的多5倍。而且造骨細(xì)胞多制造出兩個(gè)蛋白質(zhì)、RUNX2和骨調(diào)素,這對(duì)新骨骼的形成非常重要。
Grunlan稱,下一步是測(cè)試SMP在治愈動(dòng)物顱頜面骨缺損方面的能力。如果該材料通過臨床研究,那么未來修復(fù)骨骼缺損的方法將會(huì)更加完善。











