生物工程师开发出生长3D骨基质的方法

生物工程师开发出生长3D骨基质的方法从沟槽: 赖斯大学的一项新研究表明,生物工程师可能能够创造出在体外生长骨骼所需的机械刺激。技巧似乎是在强调样本—从字面上看。在没有机械应力的情况下,实验室种植的骨头脆而薄。但是,在适当的条件下创建时,它会变得厚实且发达。莱斯大学:
休斯顿– Oct. 3, 2002 —赖斯大学研究人员的一项新研究表明,生物工程师在实验室中生长骨骼可能能够产生在体外生长骨骼所需的机械刺激。
组织工程师在实验室中生长骨骼时面临的最大挑战之一是重塑体内发生的疾病。生长健康骨骼的秘诀不仅包括精确的生物混合— bone cells called “osteoblasts” and several growth factors that 成骨细胞 use to build the mineralized matrix of bones —而且还有机械刺激。宇航员的骨骼在轨道运行数月后变脆,这证明了机械应力对骨骼生长的重要性。在轨道上,它们的骨架是’不受日常重力的影响。

赖斯(Rice)的组织工程师将大鼠的骨髓来源成骨细胞放入厘米级的有机玻璃室内,该室内装有一叠薄薄的钛纤维网。样品被液体生长培养基覆盖—促进骨骼生长的化学物质浴—并密封在培养箱中。让文化过夜后—让细胞有时间将自己附着到网格上—工程师将培养液泵入培养液中16天。使骨培养物经受三种不同流速的范围以提供机械刺激,并且另一组培养物在静止浴中生长。

研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上。

“研究人员之前曾使用流体流动来刺激骨骼生长,但没有人关注过它对连续不断刺激几天的三维培养物的作用,”John W. Cox生物工程学教授Tony Mikos说。“我们发现,即使最低的流速也会显着增加矿化骨的形成。此外,在流动样品中形成的矿化骨厚且发育良好—与我们在天然骨骼中发现的相似–静态样品形成的骨基质薄而脆。”

Mikos说,需要更多的研究来确定产生具有最佳三维结构的最佳数量骨基质所需的确切流速。对于那些因癌症或受伤而失去部分骨骼的人,该技术’预计将在几年内产生临床治疗选择。但是,最终,人造骨可以代替供体组织或合成材料制成的外科植入物。

###该研究由美国国立卫生研究院和NASA赞助。

文章标题为“流体以剂量依赖性方式增加了骨髓基质成骨细胞的3D灌注培养中的矿化基质沉积,”由G.N.班克罗夫特Sikavitsas,J.van den Dolder,T.L.谢菲尔德C.G.安布罗斯(J.A.) Jansen和A.G. Mikos出现在10月1日的《美国国家科学院院刊》上。



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