只要有足夠的時間和精力，身體就會痊愈，但當醫(yī)生或工程師進行干預時，這些過程并不總是按計劃進行，因為控制和促進愈合過程的化學物質(zhì)缺失了。現(xiàn)在，一個國際工程師團隊正在對骨骼和兩種生長因子編碼基因進行生物打印，這些基因有助于整合細胞并治愈大鼠頭骨中的缺陷。
“生長因子對細胞生長至關重要，”工程科學與力學副教授 Ibrahim T. Ozbolat 說。“我們使用兩種不同的基因編碼兩種不同的生長因子。這些生長因子幫助干細胞遷移到缺損區(qū)域，然后幫助祖細胞轉化為骨骼。”
研究人員使用了編碼 PDGF-B(促進細胞增殖和遷移的血小板衍生生長因子)的基因，以及編碼 BMP-2(促進骨再生的骨形態(tài)發(fā)生蛋白)的基因。他們使用生物打印技術傳遞了這兩個基因。
研究人員在《生物材料》雜志上說：“我們使用基因激活基質(zhì)中質(zhì)粒的受控共同遞送釋放來促進骨修復。 ”
Ozbolat 和他的團隊將蛋白質(zhì)的 DNA 嵌入到質(zhì)粒中——可以傳輸遺傳信息的環(huán)狀 DNA 環(huán)。一旦 DNA 進入祖細胞，它就會開始產(chǎn)生適當?shù)牡鞍踪|(zhì)以促進骨骼生長。
這兩個基因在手術過程中被打印到大鼠頭骨上的一個洞上，使用的設備與噴墨打印機非常相似。創(chuàng)建混合物以在 10 天內(nèi)釋放大量 PDGF-B 編碼基因，并在 5 周內(nèi)持續(xù)釋放 BMP-2 編碼基因。
接受生物打印基因和 BMP-2 編碼基因控制釋放的大鼠在六周內(nèi)看到約 40% 的骨組織生成和 90% 的骨覆蓋率，而具有相同缺陷的大鼠則為 10% 的新骨組織和 25% 的骨覆蓋率，但沒有治療。
“這種方法比簡單地丟棄生長因子要好，”Ozbolat 說。“如果我們這樣做，蛋白質(zhì)的數(shù)量是有限的，但如果我們使用基因療法，細胞會繼續(xù)產(chǎn)生必要的生長因子。”
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