未来的骨植入物是水凝胶吗?

在(滑雪)事故中骨折的骨头通常会自行愈合。但如果骨折太严重或需要切除骨肿瘤,外科医生就会插入植入物。

来源:Scientific Inquirer

在(滑雪)事故中骨折的骨头通常会自行愈合。但如果骨折太严重或需要切除骨肿瘤,外科医生会插入植入物,使骨头能够重新生长在一起。

植入物通常由患者自己的骨头碎片(称为自体移植物)或金属或陶瓷部件组成。 当今许多植入物的一个主要缺点是它们需要进行第二次手术来获取用于自体移植的组织。 此外,金属植入物往往过于坚硬,随着时间的推移可能会松动,从而影响稳定性。

考虑生物学

更重要的是,骨骼是一个极其复杂的器官,有许多通道和空腔。 “为了正确愈合,将生物学纳入修复过程至关重要,”苏黎世联邦理工学院生物材料工程教授秦晓华说。 这种性质的成功修复取决于各种细胞类型,这些细胞类型必须首先在植入物中定植,然后才能形成新的骨组织。

这促使 ETH 研究人员采取了一项新策略:Qin 与他的团队以及 ETH 教授 Ralph Müller 一起创造了一种适合未来植入物的新型水凝胶。这种水凝胶像果冻一样柔软,在体内逐渐溶解,可用于个性化骨植入。详细介绍这一进展的研究最近发表在《先进材料》杂志上。

治愈从柔软的材料开始

研究人员解释说,在自然骨骼愈合开始时,身体最初采用柔软的材料。骨折后的最初几天,会形成可渗透的血肿或瘀伤,促进修复细胞和免疫细胞的迁移以及营养物质的输送。纤维蛋白网络将这些细胞结合在一起。这种最初的柔软结构逐渐转变为坚硬的骨骼。

果冻可以以世界纪录的速度设置

纳米范围内的结构

材料具有生物相容性