Bioinspiracja do leczenia złamań kości
Kość, a zwłaszcza duże kości, nie mogą same się uleczyć, gdy defekty osiągają krytyczny rozmiar. Dotychczasowe terapie obejmują przeszczepy kostne lub substytuty. Niedawno wykazano ogromny potencjał inżynierii tkankowej przy użyciu rusztowania zasiewanego rosnącymi komórkami w celu tworzenia tkanek. W celu regeneracji kości, rusztowania naśladują naturalną matrycę pozakomórkową (ECM) i odgrywają ważną rolę w adhezji i proliferacji komórek. Projekt STUFFOR opracował nowe wielofunkcyjne szkielety bezkomórkowe 3D do regeneracji kości i unaczynienia. W celu umożliwienia regeneracji tkanki kostnej zespół badał postępy u królika z wadami kości. Przygotowanie wielofunkcyjnych rusztowań obejmowało zastosowanie nanowłókien wykonanych z zastosowaniem elektroprzędzenia, o dużej powierzchni i objętości, o wysokiej porowatości i właściwościach mechanicznych podobnych do ECM tkanek naturalnych. Włączono aktywne chemikalia, a cała struktura spełniała biologiczne, fizyczne i mechaniczne wymagania dla eksperymentów na zwierzętach dotyczących regeneracji kości. Za pomocą zoptymalizowanego sprzętu i nowej, odwróconej techniki opalowej, naukowcy wytwarzali mikrosfery żelatynowe o regulowanej wielkości jako porogeny, struktury służące do utworzenia porów w rusztowaniu. Jednowłóknowe podstawy o odpowiedniej średnicy zostały z powodzeniem wykonane przy użyciu elektrospinningu. Nowo utworzone rusztowania hybrydowe 3D zostały następnie zmodyfikowane do testów in vivo. Przeszczepione u królika w miejscu uszkodzenia, odpowiednio dostosowane rusztowania, były monitorowane pod kątem zmian w kościach. Rozpowszechnianie obejmowało prezentację prac podczas konferencji X Światowego Kongresu Biomateriałów w Montrealu oraz corocznego spotkania medycyny ratunkowej. Przyszła współpraca pomiędzy Uniwersytetem Keele a Uniwersytetem Medycznym w Xuzhou jest bliska z powodu wizyt akademickich. Wszystkie rusztowania STUFFOR mogą stać się ogólnodostępne i skalowalne do celów komercjalizacji. Wyniki badań projektowych stworzyły bazę wiedzy dla prowadzenia dalszych badań nad tym, jak naprawiać złamane kości z ogromnymi korzyściami społeczno-ekonomicznymi dla naszych starzejących się społeczeństw.
Słowa kluczowe
Kości, starzenie, wada kości, rusztowanie, STUFFOR
