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在独特系统中添加生长因子有助于新骨形成

新骨的发育可以是多步骤过程:首先,干细胞分化成软骨细胞。接下来,软骨细胞变成骨细胞。但这还不是全部:细胞必须在转化过程中经历一些机械应力才能有效地从干细胞转化为骨细胞。

伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员与宾夕法尼亚大学和凯斯西大学的同事一起研究了一种独特的系统,该系统可将干细胞输送到骨缺损部位并使用灵活的固定器 - 针和杆用于将骨头固定在一起 - 提供可调节的机械应力。

现在,由Eben Alsberg领导的这些研究人员,UIC工程学院生物工程和骨科的Richard和Loan Hill教授以及宾夕法尼亚大学整形外科助理教授Joel Boerckel提出了一种方法来提供定时释放两种生长因子,模拟大鼠模型中胚胎骨发育过程中发生的骨形成过程。

总之,干细胞,灵活的固定器和生长因子的定时释放有朝一日可以帮助治愈人体中的大骨缺损或中断。他们的研究结果发表在Science Advances杂志上。

“实际上,我们正在做的是在正确的时间提供正确的生长因子,以促进干细胞骨骼的发育,就像它在自然骨骼愈合和发育过程中发生的那样,”Alsberg说,他是一名相应的人。作者与Boerckel一起在纸上撰文。

在之前的工作中,Alsberg在UIC的小组和宾夕法尼亚大学的同事开发了灵活的固定器和干细胞“冷凝物”,它们是相互连接的大量干细胞,因此它们可以作为片或塞移动。冷凝物允许干细胞被放置在身体的特定区域,例如在骨间隙或缺陷内,而没有漂浮的风险,这通常是通过注射细胞将干细胞递送到体内部位的情况。 - 含液体。当一起使用时,冷凝物和柔性固定器允许在大鼠模型中增强骨缺损的愈合。

在目前的研究中,Alsberg及其同事在他们的系统中增加了另一层:他们将多种生长因子纳入凝聚物 - 一种有助于将干细胞转化为软骨细胞,称为TGF-β1的转化生长因子β1,另一种促进转变这种软骨被称为骨形态发生蛋白2或BMP-2。

在股骨骨质疏松的大鼠中,Alsberg系统的应用,包括生长因子,与不包括生长因子或仅有单一生长因子的大鼠相比,有助于促进12周时功能增强的新骨的生长。包括在冷凝物/柔性固定器系统中。

Albsberg说:“实现的骨形成与BMP-2浸泡在胶原海绵中并应用于骨折时发生的骨形成相当,骨折是目前FDA批准的用于脊柱融合的组织工程产品。”“胶原蛋白产品可以在不需要的地方形成骨骼,但在我们的系统中,骨骼只在我们放置生长因子的凝结物的区域形成。”

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