Replizieren von fetalen Knochen Wachstum Prozess könnte unterstützt die Heilung von großen Knochendefekten

Replizieren von fetalen Knochen Wachstum Prozess könnte unterstützt die Heilung von großen Knochendefekten

Zur Behandlung von großen Lücken in den langen Röhrenknochen, wie dem femur, die sich aus Knochen-tumor-Entfernung oder eine erschütternde trauma, Forscher an der Penn Medicine und der University of Illinois in Chicago entwickelt, ein Prozess, der teilweise bildet der Knochen-Wachstum-Prozess, der Auftritt vor der Geburt. Ein Knochendefekt von mehr als zwei Zentimetern wird als wesentliche und aktuelle erfolgreiche Heilung Tarife stehen bei 50 Prozent oder weniger, mit dem Versäumnis, was Häufig zu einer amputation. Das team hofft, dass Ihre Methode, die Sie entwickelt haben, in nagetier-Modellen zu imitieren, den Prozess der raschen fetalen Knochenwachstum, können erheblich verbessern die Erfolgsquoten. Ihre Ergebnisse sind veröffentlicht in Science Translational Medicine.

„Wenn Knochen, der ursprünglich aus dem embryo, Sie sind das erste mal erzeugt aus Knorpel, wie Sie eine Vorlage“, sagt senior-Autor Joel Boerckel, Ph. D., assistant professor für Orthopädische Chirurgie und Bioengineering an der University of Pennsylvania. „In, um sich zu regenerieren Knochen innerhalb von Mängel, die sonst nicht heilen von Erwachsenen Menschen, die wir versuchen, neu zu erstellen die embryonale Entwicklung der Knochen Prozess.“

Zu tun, dass die Forscher „- Prozess beginnt mit der Lieferung von speziell konstruierten Stammzellen (genannt eine kondensation von mesenchymalen Zellen), um die Nager “ Knochen Fehler, die Funken endochondral Verknöcherung, die spezifischen Begriff für die embryonale Entwicklung der Knochen.

Aber die Forscher beachten Sie, dass ein baby die Bewegung in der Gebärmutter ist auch ein wichtiger Faktor in den Prozess zu entwickeln, der neue Knochen schnell. Daher ist der zweite Schritt, den das team zu imitieren, um die Entwicklung der Knochen beteiligt, spezielle orthopädische Platten, die so eingestellt werden kann, variieren die mechanischen Kräfte, platziert auf das nachwachsende Gliedmaßen. Dies erlaubt für einige Bewegung in der Mangel Bereich, dazu beigetragen, die Knorpel, die Bildung und das Wachstum von Blutgefäßen, wichtige Schritte der endochondral Verknöcherung. Durch diese Kombination von Entwicklung-wie Stammzellen Lieferung und mechanische Kräfte, Knochen-regeneration war auf Augenhöhe mit aktuellen Methoden für die Heilung und Mängel, wie z.B. hohe Dosen des Wachstumsfaktors BMP-2, einem potenten protein, stimuliert die Knochenneubildung. Doch dieser experimentelle Prozess nicht erzeugt keine der typischen Nebenwirkungen, wie abnorme Knochenwachstum, können dazu führen, dass von der Verwendung von BMP-2.

Während die Platten werden derzeit verwendet, um zu beheben, schwerwiegende Mängel, Sie halten die Gelenke vollkommen steif und nicht zulassen, für mechanische Belastung. In dieser Studie verglichen die Forscher die steifen Platten zu denen, die „entsperrt“, um eine begrenzte Bewegung. Während Knochen-Volumen stieg in den Knochen, die waren immer in der steifen Platten, die Platten wurden freigeschaltet generiert weit mehr Knochen Wachstum wie die Zeit verging.

„Wurde nur sehr wenig darüber bekannt, wie die mechanische Umgebung von Knochendefekten wirkt sich auf die Kapazität der transplantierten Zellen dazu beitragen, die regeneration von den Mängeln,“, sagte senior Autor Eben Alsberg, Ph. D., Richard und Darlehen Hill Professor für Bioengineering und Orthopädie an der Universität von Illinois in Chicago. „In dieser Arbeit haben wir gezeigt, wie wichtig mechanischen Kräfte in diesem Prozess, wenn die Implantation von Stammzellen kondensation konstruiert.“

Nicht nur, dass die Forscher betrachten die Platten wurden wieder entsperrt, Sie untersuchten auch die Unterschiede, die auftraten, wenn die Platten wurden wieder entsperrt. Ein Satz war unverschlossen über vier Wochen, nachdem Sie eingeführt worden waren, die anderen waren sofort freigeschaltet. Bei 12 Wochen, nachdem die Platten waren in der Lage, das Knochen Wachstum Platten entriegelt einen Monat war das dreifache von den Platten, die blieb steif die ganze Zeit. Für Platten entsperrt sofort, das Knochen-Wachstum verdoppelt wurde, was ergab sich aus der Verwendung von steifen Platten.

„Während diese Arbeit ist in Ihren frühen Stadien, ist es möglich, dass diese Feststellung könnte beeinflussen, wie nicht heilende Knochendefekte mit Respekt behandelt werden sowohl für die Aufzeichnung und die andere transplantiert therapeutische Strategien,“ sagte Alsberg.

Voran, die Forscher glauben, dass weitere präklinische Studien erforderlich, um festzustellen, wie diese Verfahren und die Ergebnisse, die darin verwendet werden können, in der Klinik. Darüber hinaus das langfristige Ziel ist, um nicht die einzige Karte, die Entwicklung und die Prozesse der regeneration nach Knochen selbst, sondern in anderen Geweben, wo das Potenzial für die regeneration ist beschränkt, wie in den Knorpeln für Patienten mit Arthrose.