Forskere Skabe Injicerbar Skum Til Reparation Udarter Knogler

Scientists Create Injectable Foam To Repair Degenerating Bones

Forskere i Frankrig, har udviklet en selvstændig indstilling af skum, der kan reparere fejl i knogler og fremmer vækst. Til sidst, dette avancerede biomaterialer kan bruges til hurtigt at regenerere knoglevækst og behandling af degenerative sygdomme, såsom osteoporose.

Injicerbar calcium fosfat cement (Cpc) har eksisteret i næsten hundrede år, og de er ofte brugt i ortopædi og traumathology som bone erstatninger under operationen. Disse biomaterialer muligt for kirurger til at fastsætte og hærde defekte knogler “in situ” med relativ lethed og fleksibilitet. Hvad mere er, de er biokompatible, selv-indstilling, og ikke-giftige.

Men som James Urquhart rapporter på Kemi Verden, forskere har ikke været i stand til at indføre macroporosity i disse materialer, hvilket betyder, at disse injicerbar cement ikke har porer, eller hulrum, der er større end 50 nanometer. Dette gør det vanskeligt at behandle knoglenedbrydning, eller til at styrke cancellous bone—en porøs, fleksibel og svampet væv, der bliver gradvist svagere, når osteoporose sætter ind.

Nu, Pierre Weiss og hans kolleger ved Universitetet i Nantes har nået et vigtigt gennembrud på dette område. Ved at anvende en sofistikeret brint som en skummende agent til at skabe luftbobler i blandingen, forskerne har skabt en effektiv macroporous, selv-indstilling CPC. Resultaterne af deres arbejde vises i den nyeste udgave af Acta Biomaterialia.

Nøglen til gennembrud var i forbindelse med en silanized hydrogel som en skummende agent. James Urquhart forklarer:

Sponsoreret

Tidligere, holdet havde forsøgt at forbedre den mekaniske egenskaber [0f] CPC ved at tilføje en Si-HPMC hydrogel. Men i løbet af processen med udarbejdelsen af den Si-HPMC hydrogel med en sur buffer ved hjælp af sprøjter – som sænker pH-værdien af den løsning, der får det til at selv-på tværs af link og gel – luftbobler dukkede op i blandingen, og de var svære at fjerne. Men Weiss’ postdocs Jingtao Zhang og Weizhen Liu spekulerede på, om denne ulempe kan være nyttige til at give macroporosity til CPC-og så de satte sig for at udvikle en CPC-skum.

Holdet gjorde skum ved at sætte Si-HPMC og CPC-løsninger i separate sprøjter, og derefter pumpe luft ind i CPC-sprøjte. Begge sprøjter blev derefter følgeskab af et stik og kastet til hurtigt at blande løsninger og luft, som udgjorde en homogen skum.

“Vi vidste, at begge materialer er biokompatible særskilt, men vi vidste ikke, hvordan kroppen ville reagere med en kombination af begge dele,” forklarer Weiss. For at finde svaret på, og også at teste biofunctionality af skum, foretog de indledende in vivo tests, ved at lave små fejl i lår knogler af to levende kaniner og sprøjtet skum ind i hulrummene.

Deres follow-up test viste, at nye ben gjorde, at der form på implantatet steder, og med ingen toksiske effekter. Forskerne ville gerne bruge skum til at behandle visse ben defekter og sygdomme, så deres næste skridt vil være at bestemme proof-of-concept i dyremodeller.

Læs mere på Kemi Verden. Og find ud af undersøgelsen på Acta Biomaterialia: “En enkel og effektiv tilgang til at forberede injicerbar macroporous calcium fosfat cement til knogle reparation: Sprøjte-skummende ved hjælp af en tyktflydende hydrofile polymere løsning”.

E-mail forfatteren på george@gizmodo.com og følge ham på @dvorsky. Øverste billede af Elsevier


Date:

by