Ny forskning visar att blandning av lågviskös alginsyra med kalciumfosfatcement (CPC), ett material som vanligtvis används som benersättning, ger tre funktionsförbättringar:kortare härdningstid, ökad tryckhållfasthet, och förvärv av porositet.

En anledning till den ökade användningen av CPC de senaste åren är dess självbestämmande karaktär, så att den kan injiceras i en patient för ett mer icke-invasivt tillvägagångssätt. Dock, CPC:er har en tät mikrostruktur som gör det svårt för celler att komma in. Denna brist på porer begränsar potentialen för ny bentillväxt. Den här studien, publicerad i Journal of Materials Science:Materials in Medicine, utforskar effekten av den naturligt härledda biopolymeren alginsyra har på denna fråga.

Tidigare forskning har studerat andra biopolymerer, inklusive gelatin, kollagen, och kitosan, men denna gemensamma studie mellan Osaka City University (OCU), Graduate School of Medicine och Graduate School of Engineering, har bekräftat de positiva effekterna av att blanda alginsyra med CPC. In vitro-studier visade att alginsyra förkortar härdningstiden och ökar tryckhållfastheten för CPC. Dessutom, in vivo-studier visade att biopolymeren ökar porositeten hos CPC, låta celler komma in och nytt ben växa.

Alginsyra har använts i stor utsträckning inom det medicinska området för procedurer som, cellimmobilisering, drogleverans, och sårförband. Dock, det har gjorts begränsade studier i samband med CPC. Nedbrytbarheten och tvärbindningsegenskaperna hos alginsyra gör den till en lovande tillsats för att förbättra de täta och generellt dåliga mekaniska egenskaperna hos CPC.

Denna nya studie utvärderade en serie CPC-alginat (saltformen av alginsyra) föreningar med ökande mängder alginsyra. In vitro, en pH -mätare visade en minskning av pH -nivåerna när mängden alginsyra ökade, påskynda inställningstiden. Svepelektronmikroskopi visade att föreningar med ökad alginsyra hade fler porer och mindre densitet. In vivo, Röntgen- och mikro-CT-analys visade att lårbenen injicerade med CPC-föreningar med ökade mängder alginsyra hade, efter sex veckor, mer nedbrytning och benbildning än kontrollgruppen.

"Konstgjorda ben kan stödja brutna ben, men de ersätter inte våra egna ben och förblir i kroppen som ett främmande föremål, säger doktorand Akiyoshi Shimatani, och första författare till studien. Docent Hiromitsu Toyoda vid OCU -avdelningen för ortopedisk kirurgi fortsatte:"För att lösa detta problem, vi har utvecklat ett konstgjort ben i samarbete professor Yoshiyuki Yokogawa och hans team från OCU Faculty of Engineering, som är klibbig, svårt att bryta, och ersätter kroppens eget ben. Vi hoppas att detta blir ett nytt alternativ för konstgjorda ben. "