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利用干细胞再生软骨对抗髋关节炎症
时间:2019-01-11 15:36:03  作者:editor  来源:美国再生医学研究应用中心
该技术在圣路易斯的华盛顿大学医学院和纽约州达勒姆的CytexTherapeutics公司的合作中得到证实,文章于7月18日在美国国家科学院院刊上发表。有朝一日这项发现可能为髋关节置换手术提供一种替代方案。
原标题:PNAS:干细胞经过设计,可以生长软骨,对抗炎症
  髋关节磨损手术是一项繁琐的工程,为了治疗因磨损髋关节而产生的关节炎,需要进行大量的手术。为了避免这些科学家们编程了干细胞,在一个形状像髋关节球的三维模板上生长出新的软骨。更重要的是,使用基因疗法,他们已经激活新的软骨释放抗炎分子,以抵御关节炎的复发。
  该技术在圣路易斯的华盛顿大学医学院和纽约州达勒姆的CytexTherapeutics公司的合作中得到证实,文章于7月18日在美国国家科学院院刊上发表。有朝一日这项发现可能为髋关节置换手术提供一种替代方案。特别是在年轻患者中,医生不愿意在50岁以下的患者中进行此类手术,因为假肢关节通常持续不到20年。而第二次关节置换手术去除磨损的假肢,可能破坏骨骼并使患者面临感染风险。
  该技术使用了Guilak及其团队开发的三维可生物降解合成支架。模仿患者关节精确形状的支架覆盖有软骨,该软骨由患者自身从皮下脂肪中提取的干细胞制成。然后可以将支架植入例如关节炎髋关节的表面上。用“活”组织重新铺设髋关节旨在缓解关节炎疼痛,并延迟甚至消除对某些患者进行关节置换手术的需要。
  华盛顿大学整形外科教授FarshidGuilak博士说:“更换失败的假肢关节是一项困难的手术。我们开发了一种方法来重建关节,使用患者自身的干细胞来生长新的软骨,结合基因疗法释放抗炎分子以防止关节炎。我们希望防止或至少延迟标准的金属和塑料假肢关节置换术。”
  此外,通过将基因插入新生长的软骨中并用药物激活它,该基因可以协调抗炎分子的释放以对抗关节炎的恢复,这通常是首先引发这种关节问题的原因。“当有炎症时,我们可以给患者一种简单的药物,它可以激活我们植入的基因,抑制关节炎症状,”Guilak说,他也是发育生物学和生物医学工程学教授。他解释说,基因治疗非常重要,因为当关节中炎症分子水平升高时,软骨就会被破坏,疼痛也会增加。Guilak和他的同事们相信,通过在干细胞和支架技术中加入基因疗法,有可能使患者的关节抵抗关节炎,并在更长的时间内更好地发挥作用。
  脚手架使用编织图案构建,使设备具有正常软骨的结构和特性。Cytex技术开发副总裁FranklinMoutos博士解释说,这种独特的结构是大约600种可生物降解的纤维束编织在一起的结果,以创造一种能够像普通软骨一样发挥作用的高性能面料。
  “编织植入物的强度足以承受患者体重的10倍,这通常是我们的关节在运动时必须承受的,”Moutos说。目前,大约有3000万美国人诊断出骨关节炎,并且数据表明骨关节炎的发病率正在上升。这个数字包括许多偏年轻的患者(年龄在40到65岁之间),而他们的治疗选择有限,因为保守治疗方法没有效果,而且由于年龄的原因,他们还不是全关节置换的候选人。
  研发副总裁BradleyEstes博士指出,“我们预计未来这类年轻患者可能是这类生物关节置换的理想候选者。”Guilak也是圣路易斯Shriners医院的研究主任,也是华盛顿大学再生医学中心的联合主任,他一直在与Cytex合作进行这项研究。科学家已经测试了细胞培养中组织工程的各个方面,并且已经在实验室动物中测试了一些定制的植入物。他说,如果一切顺利,这些设备可以在三到五年内做好准备进行人类安全测试。
  参考文献:Franklin T. Moutos,Katherine A. Glass, Sarah A. Compton, Alison K. Ross, Charles A. Gersbach,Farshid Guilak, Bradley T. Estes. Anatomicallyshaped tissue-engineered cartilage with tunable and inducible anticytokinedelivery for biological joint resurfacing. Proceedings of the National Academyof Sciences, 2016; 201601639 DOI: 10.1073/pnas.1601639113
关键字:干细胞,髋关节关节炎
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