开发用于关节组织再生的支架的新策略

关节疾病，例如膝骨关节炎，在老年人群中很常见，严重损害了他们的生活质量。诸如人工关节置换之类的常规治疗可提供暂时性缓解，但也具有一些缺点，包括功能受限和需要置换。更好的解决方案是找到一种促进关节组织再生的方法：互穿聚合物网络(IPN)水凝胶在注入关节后，正是通过充当新细胞生长的支架和模仿细胞环境来做到这一点。但是，现有的开发IPN的技术很繁琐：它们需要通过多个步骤添加化学药品，这限制了它们的实际应用。因此，需要能够使组织再生过程更容易的更好的技术。

在《材料化学》上发表的一项新研究中，科学家，包括东京理科大学的大泽重人教授和大冢英典教授，发现了一种开发组织再生支架的新方法。大冢教授解释说：“通常，IPN凝胶的形成是细胞毒性的多步骤过程：它涉及构建网络，然后添加化学试剂或使其受到外界刺激(例如温度或光照变化)的影响。我们希望通过一个步骤创建一个新颖的支架，以克服现有IPN的局限性。”

首先，科学家们希望找到能够形成独立3D网络而又不会相互干扰的自组装化合物。他们首先选择了一种称为RADA16的肽，该肽在生理条件下由于静电和疏水相互作用而形成网络。然后，他们转向了一种称为壳聚糖(CH)的生物聚合物和一种称为聚乙二醇(PEG)的化合物，它们通过化学反应相互形成网络。由于RADA16和CH / PEG中网络形成的机制完全不同，科学家推测这些网络不会互相干扰。通过简单地将两种化合物混合，他们发现确实如此。大冢教授解释说：“我们混合了两种材料RADA16和CH / PEG，发现它们成功地形成了异源IPN。

接下来，研究人员希望检查所提出的IPN是否可以有效地充当支架，促进健康的软骨细胞(产生软骨的细胞)的生长。科学家使用人类细胞测试了支架，发现细胞被均匀地嵌入水凝胶中，有效地产生了功能性软骨组织。实际上，在小鼠中，将人软骨细胞植入水凝胶支架中会在8周内导致软骨形成，甚至超过了常规组织支架的性能!该技术的最大优点是它不仅可以成功地再生软骨组织，而且还可以一步或“罐”的形式进行，因此比现有技术简单得多。

这些发现可能会克服组织再生的局限性，并为进一步的应用铺平道路，例如药物输送，诊断和表面修饰。不仅如此，大冢教授乐观地认为，由于该技术的简便性，它可以在国内生产，这可能会带来巨大的社会和经济利益。大冢教授总结说：“我们的研究为使用再生医学替代人工关节提供了自动软骨生成的大门，从而显着改善了患者的生活质量，并使整个社会受益。”

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