设计个性化的组织以修复骨折

纽约干细胞基金会(NYSCF)研究所的科学家开发了一种新的骨工程技术，称为节段性添加组织工程(SATE)。

该技术在《科学报告》(Scientific Reports)上在线发表的一篇论文中进行了描述，它使研究人员能够组合由干细胞改造而成的骨骼片段，以创建大规模的个性化移植物，从而通过再生医学增强对患有骨病或受伤的人的治疗。

NYSCF首席执行官Susan L. Solomon说：“我们希望SATE有一天能够改善因外伤，癌症，骨质疏松，骨坏死和其他破坏性疾病而遭受骨伤的数百万人的生活。”“我们的目标是帮助这些患者恢复正常生活，并且通过利用再生医学的力量，SATE使我们更进一步地实现了这一目标。”

每年有超过一百万的人由于骨病而遭受骨折的折磨，而且随着年龄的增长，他们的骨骼变得越来越虚弱，从而导致后来的并发症。从交通事故，家庭暴力和战斗中的创伤到因成骨不全症等疾病导致的遗传畸形，骨骼缺陷的负担越来越大，而且还在迅速增加。

NYSCF-Ralph Lauren高级首席研究员朱塞佩·德·佩波博士领导该研究。

骨缺损目前可用合成替代物或从患者的骨库或身体其他部位获取的骨移植物进行治疗。但是，这些治疗方法通常会引发免疫排斥反应，不会形成功能性骨所需的结缔组织或脉管系统，并且儿科患者可能很快就不再生长。

由患者干细胞产生的骨移植物克服了这些限制，

该研究的第一作者，NYSCF研究人员马丁娜·斯拉德科娃(Martina Sladkova)博士说：“随着需要修复的缺损的尺寸越来越大，以可重复的方式制造可以从实验室转移到临床的移植物变得越来越困难。”“我们想看看是否可以替代地对单个较小的骨骼段进行工程处理，然后将它们组合在一起以创建一种克服目前在实验室中可以生长的骨骼尺寸和形状局限性的移植物。”

将要替换的骨头部分划分为多个部分，使用干细胞将其工程化为移植物，然后通过整形外科设备重组并安装到患者的骨头上。照片来源：纽约干细胞基金会的克里斯蒂娜·伍(Christina Ng)

为了探讨这个问题，研究小组设计了一种与兔股骨缺损相对应的移植物，该缺损影响了骨骼总体积的30%。他们首先扫描股骨以评估缺损的大小和形状，并生成了移植物模型。然后，他们将模型划分为较小的细分，并为每个细分创建了定制的支架。

然后，研究小组将这些装有人类诱导的多能干细胞的中胚层祖细胞装配的支架放入专门设计用于容纳各种尺寸的骨移植物的生物反应器中。这种生物反应器能够确保整个移植物中组织的均匀发育，这是现有生物反应器通常难以做到的。

一旦细胞整合并在支架中生长，就可以使用生物相容性骨粘合剂或其他骨科设备将骨移植物的各个部分合并为单个机械稳定的移植物。

SATE是标准化的，通用的，易于实施的，可以使生物工程骨移植物更快地从工作台跃升到床旁，研究人员对其启用骨移植物工程技术的潜力充满信心，这将有助于改善患者的生活质量。患节段性骨缺损的儿童和成人患者。

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