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PNAS:利用干细胞定制具有抗炎作用的3D打印软骨

时间:2016-07-27

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为了不用手术就可以治疗磨损发炎的髋关节,科学家们在类似髋关节股骨头的3D支架上诱导干细胞进行编程生长为新的软骨,同时结合基因治疗还可以激活新软骨释放抗炎分子防止关节炎复发。


该工作由华盛顿大学医学院的研究人员完成,发表在国际学术期刊PNAS上。


这项技术使用了一种3D可生物降解的合成支架,这种支架可以根据病人关节的准确形状进行定制,再利用病人的脂肪干细胞诱导形成软骨,将其覆盖在3D支架上从而获得新的关节软骨。随后将新软骨植入发炎髋关节表面,用活组织重新覆盖髋关节,从而消除关节炎疼痛,延缓甚至消除一些病人对关节替换手术的需要。


此外,研究人员还借助基因疗法将一个基因插入到新生的软骨细胞中,再用一种简单药物将其激活,该基因可以促进抗炎分子的释放进而防止关节炎复发。这种基因疗法非常重要,当关节部位的炎症分子水平增加,软骨也会受到损伤。将基因疗法加入到干细胞和3D打印支架技术中,研究人员相信这将有助于阻止关节炎复发,让植入软骨发挥更长时间的作用。


有数据表明目前有3000万美国人被诊断为骨关节炎。该数字中包含许多年龄在4065岁的相对年轻病人,这些病人由于受到年龄限制还不适合进行关节替换手术,而传统的方法又不是特别有效。研究人员认为这部分病人或在将来成为使用这种新技术的理想候选人。

 

编者按:

骨关节疾病一直以来困扰着患者的生活。目前,传统手段难以对这类疾病进行有效的治疗,人们不得不把眼光投向新型医疗技术。将3D打印应用到医疗领域可以说是一种新思维,但相较于脂肪干细胞,作为间充质干细胞的牙髓干细胞具有高活性、低免疫原性的优势。近年,解放军303医院的临床实验结果告诉我们,牙髓干细胞疗法对类风湿性关节炎有远高于传统手段的疗效。 工欲善其事,必先利其器,牙髓干细胞固然有极高的医用价值,而华盛顿大学的这次成功实验也带给了我们新的思路,如果能把先进的3D打印与牙髓干细胞疗法结合起来,是否能实现更好的治疗效果?这一假设还需经过医学的验证,但已足以让我们振奋:新的技术和新的思路不断涌现,正逐步打破牙髓干细胞疗法在发展中受到的桎梏,而随着牙髓干细胞的潜力一步步被开发出来,人们的健康也将拥有更多保障。