Tissue ingeniører kan vælge fra en bred vifte af levende celler, biomaterialer og proteiner til at reparere en knogle defekt. Men at finde den optimale kombination kræver bedre metoder til sporing af helingsprocessen.
Ny Georgia Tech forskning peger på bedre måder at helbrede og regenerere knogler ved hjælp af microcomputed tomografi (mikro-CT) til billeddannelse - en proces, 1 million gange mere detaljeret end en traditionel CT-scanning. Den nye mikro-CT-scanning teknikken samtidig ser på både vaskularisering (den proces, hvor blodkarrene invadere kroppens væv under reparation) og mineralisering (den proces, hvorved mineralske krystaller formular til at hærde regenerere knogle) ved at indsamle tre-dimensionelle billeder in vitro og in vivo.
Georgia Tech forskere brugte den nye teknik til at hjælpe med at udvikle knogletransplantation erstatninger, der kombinerer tilgængelighed og strukturelle integritet af ben allotransplantater eller knogle podninger taget fra en menneskelig donor, med bedre helbredende egenskaber af ben autografts eller knogle podninger taget fra patienten.
I modsætning til en traditionel x-ray, som kun viser tilstedeværelsen af knogler i to dimensioner giver den nye mikro-CT teknik høj opløsning 3-D billeder af vaskularisering og mineralisering i løbet af knogler reparation. Denne fremgangsmåde gør det muligt væv ingeniører at optimere designet af implantater.
Resultaterne af projektet, der ledes af Dr. Robert Guldberg, en forskningschef ved Georgia Tech / Emory Center for Engineering af levende væv og en lektor i Georgia Tech School of Mechanical Engineering, vil blive præsenteret 20 februar på den årlige møde i American Association for Advancement of Science (AAAS).
"Vi anvender 3-D-billeddannende teknikker til at kvantificere vaskularisering og mineralisering for at vurdere, hvilke af disse tissue engineering tiltag vil være i stand til bedste og mest hurtigt gendanne knogle funktion," Guldberg sagde. "Vi har altid vidst, at vaskularisering er meget vigtigt for knogle reparation, men vi har aldrig rigtig haft en god metode til at måle processen."
Guldbergs hold har brugt mikro-CT-scanning for at studere fraktur heling og reparation af store knogle defekter, der kan følge af fjernelse af knogle tumorer eller klemskader. Store knogle defekter er typisk repareres med allotransplantater fordi store strukturelle stykker er tilgængelige fra menneskelige donorer.