Attenzione: questa pagina è una traduzione automatica di questa pagina originariamente in lingua inglese. Si prega di notare in quanto le traduzioni sono generate da macchine, non tutte le traduzioni saranno perfetti. Questo sito web e le sue pagine web sono destinati ad essere letto in inglese. Ogni traduzione del sito e le sue pagine web possono essere imprecise e inesatte, in tutto o in parte. Questa traduzione è fornita per comodità.

Gli scienziati progettano il nanomaterial bioactive che eccelle a rigenerazione di stimolazione dell'osso

Non c' è stato un sistema monetario aureo per come i chirurghi ortopedici della spina dorsale promuovono la nuova crescita dell'osso in pazienti, ma ora gli scienziati di Northwestern University hanno progettato un nanomaterial bioactive che è così buono a rigenerazione che di stimolazione dell'osso potrebbe stare bene ai chirurghi di metodo preferisce.

Mentre studiato in un modello animale di fusione spinale, il metodo per la promozione della crescita nuova dell'osso potrebbe tradurre prontamente agli esseri umani, i ricercatori dicono, dove un invecchiamento ma la popolazione attiva negli Stati Uniti sempre più sta ricevendo questa chirurgia per trattare il dolore dovuto degenerazione del disco, il trauma ed altri problemi dorsali. Molte altre procedure hanno potuto trarre giovamento dal nanomaterial, variante dalla riparazione del trauma dell'osso al trattamento del cancro di osso per disossare la crescita per gli innesti dentari.

“La medicina a ricupero può migliorare la qualità di vita offrendo meno dilagante e approcci più riusciti a promuovere crescita dell'osso,„ ha detto Samuel I. Stupp, che ha sviluppato il nuovo nanomaterial. “Il nostro metodo è molto flessibile e potrebbe adattarsi per la rigenerazione di altri tessuti, compreso il muscolo, i tendini e la cartilagine.„

Stupp è Direttore dell'istituto nordoccidentale di Simpson Querrey per BioNanotechnology ed il professore del comitato dei garanti di scienza ed assistenza tecnica dei materiali, chimica, medicina ed assistenza tecnica biomedica.

Per lo studio interdisciplinare, Stupp ha collaborato con il Dott. Wellington K. Hsu, professore associato di ambulatorio ortopedico e Erin L.K. Hsu, assistente universitario della ricerca di ambulatorio ortopedico, entrambi alla scuola di medicina di Feinberg di Northwestern University. Il gruppo della marito-e-moglie sta lavorando per migliorare i metodi clinicamente impiegati di rigenerazione dell'osso.

Le molecole dello zucchero sulla superficie del nanomaterial forniscono la sua potenza a ricupero. I ricercatori hanno studiato in vivo l'effetto del nanomaterial “ricoperto di zucchero„ sull'attività di un fattore di crescita clinicamente usato, chiamata l'osso proteina morfogenetica 2 (BMP-2). Hanno trovato che la quantità di proteina stata necessaria per una riuscita fusione spinale è stata diminuita ad un livello senza precedenti: 100 volte più di meno di BMP-2 era necessarie. Ciò è molto buone notizie, perché il fattore di crescita è conosciuto per causare gli effetti secondari pericolosi una volta utilizzato negli importi richiesti di rigenerare l'osso di alta qualità ed è costoso pure.

I risultati sono stati pubblicati oggi (19 giugno) in nanotecnologia della natura del giornale.

Il nanomaterial biodegradabile di Stupp funziona come matrice extracellulare artificiale, che imita che celle nell'organismo interagiscono solitamente all'interno dei loro dintorni. BMP-2 attiva determinati tipi di cellule staminali e le segnala per stare bene alle celle di osso. La matrice nordoccidentale, che consiste dei filamenti minuscoli del nanoscale, lega la proteina da progettazione molecolare nel modo che gli zuccheri naturali lo legano nei nostri organismi e poi lentamente la rilascia una volta avuta bisogno di, invece di dentro un burst iniziale, che può contribuire agli effetti secondari.

Per creare i nanostructures, il gruppo di ricerca piombo da Stupp ha sintetizzato un tipo specifico di zucchero che somiglia molto attentamente a quelli usati di natura per attivare BMP-2 quando la segnalazione delle cellule è necessaria per la crescita dell'osso. Le molecole flessibili rapido muoventesi dello zucchero video sulla superficie dei nanostructures “afferrano„ la proteina in un punto specifico che è precisamente stesso quello utilizzato nei sistemi biologici quando è tempo di spiegare il segnale. Ciò rafforza i segnali osso a crescita ad un livello sorprendente che sorpassa anche i polimeri naturali dello zucchero nei nostri organismi.

In natura, i polimeri dello zucchero sono conosciuti come polisaccaridi solfonati, che hanno strutture super-complesse impossibli sintetizzare attualmente con le tecniche chimiche. Le centinaia di proteine nei sistemi biologici sono conosciute per avere domini specifici per legare questi polimeri dello zucchero per attivare i segnali. Tali proteine includono quelle in questione nella crescita dei vasi sanguigni, nell'assunzione delle cellule e nella proliferazione delle cellule, tutto l'molto importante biologicamente nella rigenerazione del tessuto. Di conseguenza, l'approccio del gruppo di Stupp ha potuto essere estendere ad altri obiettivi a ricupero.

La fusione spinale è una procedura chirurgica comune che vertebra adiacente degli unire insieme facendo uso dei fattori dell'osso di un innesto e di crescita per promuovere nuova crescita dell'osso, che stabilizza la spina dorsale. L'osso utilizzato nell'innesto può venire dal bacino del paziente -- una procedura dilagante -- o da un gruppo illuminazione diffusa di osso.

“C'è un'esigenza reale clinicamente di un efficace, modo sicuro e redditizio formare osso,„ ha detto Wellington Hsu, un chirurgo della spina dorsale. “Il successo di questo nanomaterial mi fa ha eccitato che ogni chirurgo della spina dorsale può l'un giorno sottoscrivere a questo metodo per l'innesto dell'osso. Ora, se votate un pubblico dei chirurghi della spina dorsale, otterrete 15 - 20 risposte differenti su cui usano per l'innesto dell'osso. Dobbiamo standardizzare la scelta e migliorare i risultati pazienti.„

In vivo nella parte dello studio, il nanomaterial è stato consegnato alla spina dorsale facendo uso di una spugna del collageno. Ciò è il modo che i chirurghi corrente consegnano clinicamente BMP-2 per promuovere la crescita dell'osso.

Il gruppo di ricerca nordoccidentale pianificazione cercare l'approvazione da Food and Drug Administration per lanciare un test clinico che studia il nanomaterial per rigenerazione dell'osso in esseri umani.

“Chirurghi stiamo cercando i portafili ottimali per i fattori di crescita e celle,„ Wellington Hsu ha detto. “Con le sue numerose sedi del legame, i filamenti lunghi di questo nuovo nanomaterial riesce più dei portafili attuali nel rilascio del fattore di crescita quando l'organismo è pronto. La sincronizzazione è critica per successo nella rigenerazione dell'osso.„

Nel nuovo nanomaterial, gli zuccheri video in un'impalcatura costruita dalle molecole dimontaggio conosciute come i amphiphiles del peptide, in primo luogo sviluppati da Stupp 15 anni fa. Queste molecole sintetiche sono state essenziali nel suo lavoro su medicina a ricupero.

“Abbiamo messo a fuoco su rigenerazione dell'osso per dimostrare la potenza del nanostructure dello zucchero fornire una grande spinta di segnalazione,„ Stupp ha detto. “Con i piccoli cambiamenti di progettazione, il metodo ha potuto essere usato con altri fattori di crescita per la rigenerazione di tutti i tipi di tessuti. L'un giorno possiamo potere completamente eliminare l'uso dei fattori di crescita fatti da biotecnologia recombinante ed invece autorizzare quei naturali nei nostri organismi.„