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Gebrochene Knochen mit Stammzellen und Kunststoff
Neues Knochengewebe, das aus eigenen Stammzellen des Patienten gewachsen ist und sich an einem implantierten, starren, leichten "Gerüst" aus Kunststoff anlagert, das nach und nach abgebaut wird und durch den neuen Knochen ersetzt wird, könnte bald zerbrochene Gliedmaßen heilen, heißt es in einem neuen Forschungsbericht.
Das abbaubare Polymermaterial ist das Ergebnis einer siebenjährigen Zusammenarbeit zwischen den Universitäten von Southampton und Edinburgh. Die Forscher berichten ihre Arbeit in einem in der Zeitschrift veröffentlichten Artikel Erweiterte funktionale Materialien.
In ihren Hintergrundinformationen stellen sie fest, dass Knochenregeneration oft nach einem Trauma benötigt wird, wo "erheblicher Knochen- oder Knorpelverlust auftreten kann". Dies treibt die Forscher dazu, neue Biomaterialien zu entwickeln, insbesondere solche, die eine 3D-Struktur bilden können.
Ihr neues Material ist "stark genug, um Knochen zu ersetzen und ist auch eine geeignete Oberfläche, auf der neue Knochen wachsen können", sagt der Studienautor Mark Bradley, Professor an der School of Chemistry der Universität Edinburgh, in einer Stellungnahme.
Bradley und seine Kollegen entwickelten und experimentierten mit Hunderten von Kandidaten, bevor sie sich auf ein Material stützten, das robust, leicht und in der Lage war, Knochenstammzellen zu unterstützen.
Die neue Technik, "Solvent Blending" genannt, ist ein Prozess, der "Komplikationen vermeidet, die mit konventionellen thermischen oder mechanischen Polymermischungen oder - synthesen verbunden sind und große Bereiche des chemischen und physikalischen Raums öffnen, während regulatorische Pfade zu in vivo Anwendung ", schreiben sie.
Das Material, auf dem sie sich schließlich ansiedelten, ist eine Polymermischung aus drei Arten künstlich hergestellter und natürlicher Kunststoffe und kann in gebrochene Knochen eingesetzt werden, um echten Knochen wieder wachsen zu lassen.
Die Polymermischung ist wie ein Gerüst aus Waben, das Blut durchfließen lässt. Stammzellen aus dem Knochenmark des Patienten, die sich im Blut befinden, heften sich an das Gerüst und wachsen neues Knochengewebe an.
Im Laufe der Zeit wird das Material abgebaut und der wiedergewachsene Knochen kann es ersetzen.
Die Forscher haben es bereits im Labor und bei Tieren getestet und wollen jetzt in die klinische Prüfung am Menschen gehen.
Bradley sagt:
"Wir sind zuversichtlich, dass dieses Material bald dazu beitragen könnte, die Lebensqualität von Patienten mit schweren Knochenverletzungen zu verbessern und die Gesundheit einer alternden Bevölkerung zu erhalten."
Sein Kollege und Co-Autor Richard Oreffo, Professor für Muskel-Skelett-Wissenschaft an der Universität von Southampton, sagt:
"Frakturen und Knochenschwund aufgrund von Trauma oder Krankheit sind ein signifikantes klinisches und sozioökonomisches Problem. Diese Zusammenarbeit zwischen Chemie und Medizin hat einzigartige Kandidatenmaterialien identifiziert, die das Wachstum humaner Knochenstammzellen unterstützen und die Knochenbildung ermöglichen. Unsere Kooperationsstrategie bietet signifikante therapeutische Implikationen."
Im Juni 2012 berichteten US-Wissenschaftler, dass sie einen Weg finden, neuen Knochen mit frischen, gereinigten Stammzellen aus Fettgewebe zu züchten, die Knochen mit höherer Qualität schneller produzieren als herkömmliche Methoden.
Geschrieben von Catharine Paddock
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