嗡嗡重建断骨

治愈断骨可以得到与在骨上生长和电刺激向前敦促它同时提供了一个支架的设备更简单,工程师报告。虽然较小的骨断裂通常靠自己,大骨的破灭或丢失块骨折愈合是维修比较困难。生物相容的,溶解的聚合物装置可以模仿人体的自然电场和帮助细胞再生。

虽然较小的骨断裂通常靠自己,大骨的破灭或丢失块骨折愈合是维修比较困难。将一个微小的电场的断裂来模拟人体的自然电场的网站可以帮助细胞再生。但是,这样做的医疗设备通常体积庞大,依靠电线或有害的电池,需要侵入性切除手术,并为重伤不能做太多。

现在,一组从康涅狄格大学生物医学工程师已经开发无毒聚合物的支架也产生可控电场以促进骨的生长。该支架可以帮助身体桥大断裂。尽管许多科学家正在探索如何利用脚手架以促进骨生长,与电刺激配对它是新的。

该小组与颅骨骨折小鼠显示设备。

支架产生的电压非常小,只有几毫伏。并唯一这种类型的装置,经由远程控制超声产生的电压。超声振动的聚合物脚手架,其随后产生的电场(即从振动,或副产生电反之亦然,材料被称为压电。),以帮助愈合一个大腿骨折,例如,该聚合物支架可以横跨折断骨植入。后来,随着破骨的人可以波超声自己的大腿上魔杖本身。无需电池,无需微创切除手术,一旦骨愈合。

“电气领域涉及到你的身体在损伤部位产生的自然信号。我们可以承受的电压,对需求和可逆的,”但是对于长期使用超声波需要康涅狄格大学的生物医学工程师清阮说。压电聚合物Nguyen和他的同事们用来构建所述支架被称为聚(L-乳酸),或PLLA。除了无毒和压电性,PLLA在体内逐渐溶解随着时间的推移,消失作为新骨生长。

“由压电PLLA支架产生的电场似乎吸引骨细胞到骨折部位,促进干细胞演变成骨细胞,该技术可能被结合其他因素,以促进其它组织,如软骨的再生,肌肉或神经,” Ritopa达斯,在阮组的研究生和发表论文的第一作者。

目前Nguyen和他的同事们正在努力使聚合物更有利于骨骼的生长,使其更快地愈合一个大破裂。他们还试图了解为什么电场鼓励在所有骨骼的生长。骨本身是有点压电,产生表面电荷,当骨被日常生活活动强调。这表面电荷鼓励更多的骨骼生长。但科学家不知道是否是因为它有助于细胞粘到骨的表面,或者它是否使细胞本身更加活跃。

“一旦我们理解这一机制,我们可以设计一个更好的方式来提高材料和组织刺激的整个方法,”阮说。

这项工作是由美国国立卫生研究院的支持。

资源 University of Connecticut. "Buzzing to rebuild broken bone: Biocompatible, piezoelectric polymers can help repair broken bones." ScienceDaily. ScienceDaily, 2 July 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/06/200630111502.htm>.