Wissenschaftler schaffen injizierbaren Schaum degenerierende Knochen reparieren

Forscher in Frankreich haben selbst Einstellung Schaum entwickelt, der reparieren defekte in Knochen und Wachstum unterstützen können. Schließlich könnten diese erweiterte Biomaterial verwendet werden, um schnell regenerieren Knochenwachstum und degenerative Krankheiten wie Osteoporose zu behandeln.

Injizierbare Calcium-Phosphat-Zemente (CPCs) gibt es schon seit fast hundert Jahren, und sie sind häufig in der Orthopädie und Traumathology verwendet, da Knochen während der Operation ersetzt. Diese Biomaterialien können Chirurgen zu beheben und Härten "in situ" defekten Knochen mit relativer Leichtigkeit und Flexibilität. Darüber hinaus sind sie biokompatibel, selbst einstellen und nicht toxisch.

Aber wie James Urquhart in Chemistry Worldberichtet, Wissenschaftler bisher nicht in der Lage, Macroporosity in diesen Materialien, was bedeutet, dass dieser injizierbaren Zemente Poren oder Hohlräume, größer als 50 Nanometer nicht einführen. Dies macht es schwierig, Degeneration der Knochen zu behandeln oder um Spongiosa zu stärken – ein porös, flexible und schwammigen Gewebe, das allmählich schwächer wird, sobald Osteoporose in setzt.

Pierre Weiss und seine Kollegen an der Universität Nantes haben jetzt einen wichtigen Durchbruch in diesem Bereich erreicht. Durch die Anwendung einer anspruchsvollen Wasserstoff als ein Schaumbildner, Luftblasen in die Mischung zu schaffen, haben die Forscher eine effektive makroporösen CPC selbst festlegen. Die Ergebnisse ihrer Arbeit erscheint in der aktuellen Ausgabe der Acta Biomaterialia.

Der Schlüssel zum Durchbruch war bei der Anwendung einer silanisiert Hydrogel als ein Schaumbildner. James Urquhart erklärt:

Zuvor hatte das Team versucht, Verbesserung der mechanischen Eigenschaften [0f] CPC durch Hinzufügen einer Si-HPMC-Hydrogel. Aber während der Vorbereitung der Si-HPMC-Hydrogel mit einem sauren Puffer mit Spritzen – das senkt den pH-Wert der Lösung selbst cross Link zuzufügen und Gel-Luftblasen in die Mischung erschienen und sie waren schwer zu entfernen. Aber Weiss' Postdocs Jingtao Zhang und Weizhen Liu fragte mich, ob dieser Nachteil für den Macroporosity zu CPC nützlich sein könnten und so setzten einen CPC-Schaum entwickeln.

Das Team machte den Schaum indem Si-HPMC und CPC-Lösungen in separaten Spritzen und Pumpen dann Luft in die Spritze CPC. Beide Spritzen wurden dann zusammen mit einem Stecker und stürzte schnell zu mischen, die Lösungen und die Luft, die einen homogene Schaum gebildet.

"Wir wussten, dass beide Biomaterialien biokompatible getrennt sind, aber wir wussten nicht, wie der Körper mit einer Kombination aus beidem, reagieren würde", erläutert Weiss. Um eine Antwort zu finden, und auch die Biofunktionalität des Schaums zu testen, sie führten in-vivo Vorversuche mit kleinen Defekten in den Oberschenkelknochen von zwei lebende Kaninchen und den Schaum in die Hohlräume gespritzt.

Ihre Follow-up-Tests zeigten, dass die Knochenneubildung an den Implantat-Standorten, und keine toxischen Wirkungen in der Tat bilden. Die Forscher möchten die Schaum verwenden, um bestimmte Knochendefekte und Krankheiten zu behandeln, damit ihre nächste Schritt sein wird, die Machbarkeitsstudie in Tiermodellen zu bestimmen.

Lesen Sie mehr auf Chemie-Welt. Und schauen Sie sich die Studie an Acta Biomaterialia: "eine einfache und effektive Ansatz vorzubereiten injizierbaren makroporösen Calcium-Phosphat-Zement für Knochen-Reparatur: Spritze-Schaum mit einer viskosen hydrophilen Polymeren Lösung".

Per e-Mail des Autors auf [email protected] und folgen ihm auf @dvorsky. Obere Bild von Elsevier