Wachsende Knochen: Neue Technik beweist viel versprechende

Wissenschaftler haben eine Technik entwickelt, die eines Tages Ärzte maßgeschneiderte Bones erstellen lassen können.

Solche Knochen könnte unter diesen Umständen nützlich, in denen Stücke von Knochen im menschlichen Körper verloren gehen. Knochen können verloren gehen, z. B. in brutale Unfälle aus eingehenden Zahnmedizin oder während der Operation sein, besonders wenn bestimmte Arten von Tumoren entfernt werden.

Knochentransplantate können helfen, eine Lücke zu überspannen, aber Stromquellen von Fill Knochen sind weniger als perfekt.

Knochen von irgendwo sonst auf der Patient geklaut werden kann — und heimische Knochen ist das Zeug, das der Körper am seltensten abzulehnen ist – aber das bedeutet eine zusätzliche Inzision, zusätzliche Schmerzen und zusätzliche Risiko von Komplikationen. Knochen aus Leichen wird manchmal verwendet, aber importierte Knochen sowie das häusliche Modell wächst nicht. Und künstliche Knochen aus Materialien wie Keramik sind nicht gut für viel mehr als Verlängerung der natürlichen Knochen Transplantationen.

Vielleicht die ideale Lösung, sagt Laura Zanello, Biochemie-Assistenzprofessor an der University of California in Riverside, wäre ein Ersatz Knochenstück, das die Lücke und der Patient optimal aufeinander abgestimmt.

Ihre Fraktion hat jetzt ein System entwickelt, in denen Knochenzellen wachsen auf Gerüste gebaut von Kohlenstoff-Nanoröhren, die außerordentlich starke und steife Strukturen sind in der Regel nicht mehr als wenige Nanometer im Durchmesser. Derzeit nutzt die Gruppe Knochenzellen von Labor-Ratten.

Die Idee ist, dass wenn die Technik verfeinert wird, die Nanotubes gebildet werden, könnte so dass mit der Patientin Knochenzellen geschichtet wären perfekt in einen Spalt in einer beschädigten Knochen. Im Laufe der Zeit würde die Knochenzellen mit dem umgebenden Knochen, genau wie eine herkömmliche Prothese verschmelzen. Der Körper wäre unwahrscheinlich, dass solch einen Apparat, sagt sie, lehnen, weil Carbon Bio-freundliche ist und der Knochen aus den patienteneigenen Zellen gezüchtet werden würde.

Viele andere Forscher haben versucht, mit verschiedenen Arten von lebenden Zellen, Kohlenstoff-Nanoröhren kombinieren Zanello sagt, aber bis vor kurzem die Zellen sterben schnell, durch die Rohre selbst vergiftet.

"Was passiert", sagte sie, "ist bei der Herstellung von Carbonnanotubes ist Ablagerung von Schwermetallen in der Nanoröhren." Diese Metalle sind giftig für die meisten lebenden Zellen. Aber ein Mitglied Zanellos Gruppe — Bin Zhao, dann ein Doktorand in der Fakultät Chemie und jetzt Forscher am Oak Ridge National Laboratory – produziert Nanoröhren, die reiner als bei den Vorgängermodellen.

"Offenbar, dass der Grund, warum, den unsere Knochenzellen auf diese Kohlenstoff-Nanoröhren wachsen können", sagte Zanello. "Der faszinierendste Teil war, dass sie nicht nur wachsen und sich vermehren, sondern sie ein Knochenmatrix sezernieren."

Eine solche Matrix ließen sich die Zellen, mit vorhandenen Knochen zu fixieren.

Die Forschung war in der jüngsten Ausgabe der Fachzeitschrift Nano Lettersdetailliert.

Obwohl diese Ergebnisse vielversprechend sind, sind sie nur der erste Schritt in einer langen Reise in Richtung Behandlung von beschädigten Menschenknochen Zanello warnt. Besonders wichtig wird es sein, testen, wie gut der Körper verträgt Nanotube Strukturen, die, obwohl in den Knochen, begraben dauerhaft wäre.

• Künstliche Knochen, die fast in Echtzeit
• Druckbare Haut: "Inkjet" Durchbruch macht menschliches Gewebe
• Wissenschaftler entdecken die heilende Kraft der Knochen