一个研究团队创造了一种开创性的可注射水凝胶用于骨再生,克服了标准骨移植和粘附技术的不足之处。
该团队由POSTECH化学工程系和研究生院融合科学与技术(着重于医学科学)的车亨俊教授领导,联合于同系的尹志勇博士和综合项目学生权泰旭,共同发明了一种独特的可注射粘合水凝胶,旨在再生骨组织。这种创新性的水凝胶使用安全的可见光来同时实现交联和矿化,消除了对传统骨移植的需求。其开创性研究成果已在Biomaterials上在线发表。
骨缺损可能由于各种原因造成,例如伤害、感染或先天性问题,并在老年人口中变得越来越普遍。传统治疗方法通常依赖于配合血清或生物粘合剂的骨移植来修复这些缺损。然而,当前的注射水凝胶在体内插入后难以保持其形状,并且粘附力不足。此外,使用骨移植和粘合材料的传统方法往往无法同时实现有效的“骨再生”和“粘附”。
POSTECH研究团队提出了一种创新系统,克服了这些挑战。他们的新型水凝胶利用对人类安全的可见光激发交联,使水凝胶中的主要材料结合并固化,同时促进矿化,形成如钙和磷酸盐等骨生成矿物在水凝胶内的沉积。先前的研究曾探索类似的光的用途,但面临需要单独准备和混合骨移植和粘合剂,以及主要成分的结合不足,这些通常会随时间退化的问题。
新的水凝胶前体包括海藻酸盐(来自褐藻的天然多糖)、含有RGD肽的贻贝粘附蛋白、钙离子、磷酸二醇和一个光引发剂。基于相分离和不溶于水的配方确保水凝胶在注射后保持其形状和位置。当暴露于可见光时,交联发生,同时生成用于骨移植材料的无定形磷酸钙。这种方法消除了单独使用骨移植或粘合剂的需求,使水凝胶能够有效促进骨再生和粘附。
在涉及骨缺损的动物模型测试中,该水凝胶成功注入、准确粘附,并高效提供了骨再生所需的必要成分。
车教授表示:“我们团队创建的用于骨再生的可注射水凝胶系统是传统和复杂骨疾病治疗的有希望的替代方案,显著推进了骨组织再生技术。”
该研究得到了卫生福利部的牙科医疗技术研究与开发项目和集成端到端医疗器械研发项目的支持。