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科学家开发可提供电刺激的支架材料,有望被用于治愈断裂的骨头

2020-07-02 14:56
镁客maker网
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在目前进行的测试中,这种材料已经被用来促进小鼠头骨骨折的愈合。

据外媒报道,已经具有类似脚手架的微结构的植入材料,通过给骨细胞提供一个迁移的地方来帮助愈合断裂的骨头。不过这种新的材料虽然效果好,能提供电刺激,且科学家们之前已经成功利用植入物来模拟人体自身的电场,刺激骨细胞进行繁殖。但不幸的是,这些设备往往很笨重,需要一个集成(可能有毒)的电池或硬接线的外部电源。此外,一旦断裂的骨头愈合,就必须通过手术移除植入物。

科学家开发可提供电刺激的支架材料 有望被用于治愈断裂的骨头

图 | 模拟实验

在生物医学工程师Thanh Nguyen的带领下,康涅狄格大学的科学家们却开发出了一种可提供电刺激的支架材料,而且这种材料永远不用取出来。它是由一种无毒的压电聚合物的纳米纤维制成的,这种聚合物被称为聚L-乳酸或PLLA--压电材料在施加机械应力后会产生电荷。

其想法是,在骨折部位植入该材料后,医生或患者会定期使用外部手持设备向其发送超声波脉冲。这些脉冲会使脚手架产生振动,这些振动产生的应力又会使它产生一个微弱但有治疗作用的电场。当人体受刺激的骨细胞在支架内继续繁殖时,它将逐渐无害地溶解。最终,该材料将完全被自然骨所取代。

在目前进行的测试中,这种材料已经被用来促进小鼠头骨骨折的愈合。科学家们现在正致力于让这种支架更有利于骨骼生长,并更好地了解电场究竟是如何刺激骨细胞繁殖的。最终,人们希望这项技术还能帮助其他类型的组织,如肌肉、神经或软骨的再生长。

有关该研究的论文近日发表在《纳米能源》杂志上。

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