磁场和水凝胶可用于种植新软骨

膝关节软骨
信用:CC0公共领域

使用磁场和水凝胶,宾夕法尼亚大学佩尔布尔曼医学院的研究人员展示了重建复杂的身体组织的新可能方法,这可能导致常见的伤害更持久的修复,例如软骨变性。这项研究今天发表于此先进的材料

“我们发现我们能够安排物体,如以可以产生新的复杂组织的方式而无需改变细胞本身,“研究的第一作者汉娜Zlotnick是在宾夕法尼亚医学的McKay骨科研究实验室工作的研究生。”其他人不得不添加到细胞,以便他们回应一个,但这种方法可以对细胞健康产生不必要的长期影响。相反,我们操纵细胞周围环境的磁性,允许我们将物体排列在磁体上。“

在人类中,像软骨一样的组织通常可以分解,导致关节不稳定或疼痛。通常,击穿率并不总计,但占地面积,形成一个洞。目前的修复程序是用合成或生物材料填充那些孔,这可以工作但经常磨损,因为它们与以前是那里的相同的材料。它是类似于通过用砾石填充物并制作焦油贴片的坑洞和制作焦油贴片:孔将被平滑,但最终磨损使用,因为它不是相同的材料,不能相同的方式粘合。

固定软骨或其他类似组织的复杂性是复杂的复杂性的。

“从软骨顶部到底部有一个自然的渐变,它接触骨头,”Zlotnick解释说。“表面上,或表面,软骨具有高细胞性,这意味着细胞数量较多。但是在软骨上靠在骨骼上,内部更深,其细胞性低。”

因此,包括高级作者Robert Mauck,博士,博士实验室和骨科手术教授和生物工程教授的研究人员寻求找到一种方法来通过重新计算来解决坑洼而不是填补它们。在心中,研究小组发现,如果将磁性液体加入到三维水凝胶溶液,细胞和其他非磁性物体,包括药物递送微胶囊,可以设置为模仿自然的特定图案通过使用外部磁场。

在与磁场简要接触后,水凝胶溶液(和其中的物体)暴露于在称为“照片交联”的过程中以将一切锁定到位,随后散开磁性溶液。此后,工程化组织保持了必要的细胞梯度。

通过这种磁力图案化技术,该团队能够重新创建关节软骨,覆盖骨头末端的组织。

“与已经生产的标准均匀合成材料或生物制剂相比,这些磁图案化的组织更好地类似于天然组织,而是在其细胞的配置和机械性能方面。“通过磁力图案化锁定电池和其他药物递送剂,我们能够在适当的轨迹上开始组织,以产生更好的软骨修复植入物。”

虽然该技术仅限于体外研究,但它是迈向潜在的持久性,更有效的固定的阶段。

“这种新方法可用于产生用于植入的生物组织以固定局部化缺陷,有一天可以扩展到生成活带表面,“马克解释道。


进一步探索

核软化使细胞移入致密组织,鼓励伤害修复

更多信息:Hannah M. Zlotnick等,磁驱动梯度的工程复杂组织的抗磁对象,先进的材料(2020)。DOI:10.1002 / ADMA.202005030
信息信息: 先进的材料

引文:磁场和水凝胶可用于从//www.puressens.com/news/2020-10-magnetic -field-hydrogels-cartilage.html中生长新的软骨(2020年10月19日)检索到4月20日2021年4月20日
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