新骨的發(fā)育可以是一個多步驟的過程：首先，干細(xì)胞分化為軟骨細(xì)胞。接下來，軟骨細(xì)胞變成骨細(xì)胞。但這還不是全部：細(xì)胞在轉(zhuǎn)化過程中必須經(jīng)歷一些機(jī)械應(yīng)力，才能有效地從干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為骨細(xì)胞。
伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校的研究人員與賓夕法尼亞大學(xué)和凱斯西大學(xué)的同事一起研究了一種獨(dú)特的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以將干細(xì)胞輸送到骨缺損處，并使用柔性固定器(用于將骨骼固定在一起的針和桿)來提供可調(diào)節(jié)的機(jī)械應(yīng)力。
現(xiàn)在，由UIC工程學(xué)院生物工程與骨科的艾本阿爾斯伯格(Eben Alsberg)教授和羅安希爾(Loan Hill)教授，以及賓夕法尼亞大學(xué)整形外科助理教授喬爾博爾克爾(Joel Boerckel)領(lǐng)導(dǎo)的這些研究人員提出了一種方法，可以及時釋放兩種生長因子來模擬大鼠模型胚胎骨發(fā)育過程中的骨形成過程。
總之，干細(xì)胞、柔性固定器和生長因子的定時釋放有朝一日可以幫助治愈人體內(nèi)的大骨缺損或中斷。他們的研究成果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
“事實(shí)上，我們正在做的是在正確的時間提供正確的生長因子，以促進(jìn)干細(xì)胞骨骼的發(fā)育，就像它發(fā)生在自然骨骼的愈合和發(fā)育過程中一樣，”相應(yīng)的人Alsberg說。作者和博爾克爾一起寫在紙上。
在之前的工作中，UIC的Alsberg團(tuán)隊(duì)和賓夕法尼亞大學(xué)的同事開發(fā)了柔性固定器和干細(xì)胞“冷凝物”，這是大量相互連接的干細(xì)胞，因此它們可以作為薄片或塞子移動。冷凝液可以將干細(xì)胞放置在身體的特定區(qū)域，如骨間隙或缺損處，而沒有漂浮的風(fēng)險(xiǎn)，這通常是通過注射細(xì)胞將干細(xì)胞輸送到內(nèi)部的情況。-含液體。當(dāng)一起使用時，冷凝物和柔性固定器允許增強(qiáng)大鼠模型中骨缺損的愈合。
在目前的研究中，阿爾斯伯格和他的同事在他們的系統(tǒng)中增加了另一層：他們將多種生長因子整合到聚集體中——一種是轉(zhuǎn)化生長因子1，有助于將干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為軟骨細(xì)胞，稱為TGF-1，另一種是促進(jìn)這種軟骨轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化因子，稱為骨形態(tài)發(fā)生蛋白2或骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2。
在股骨骨質(zhì)疏松大鼠中，應(yīng)用包括生長因子在內(nèi)的Alsberg系統(tǒng)，與不含生長因子或僅含單一生長因子的大鼠相比，有助于促進(jìn)12周時功能增強(qiáng)的新骨生長。包括在冷凝水/柔性支架系統(tǒng)中。
Albsberg說：“實(shí)現(xiàn)的骨形成相當(dāng)于BMP-2浸泡在膠原海綿中應(yīng)用于骨折，是目前FDA批準(zhǔn)用于脊柱融合的組織工程產(chǎn)品?！薄澳z原蛋白產(chǎn)品可以在不需要的地方形成骨骼，但在我們的系統(tǒng)中，骨骼只在我們放置生長因子的凝固區(qū)域形成?！?
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