Forskare inom benvävnadsregenerering tror att de har gjort ett betydande genombrott för drabbade av skeletttrauma, sjukdom eller defekter som osteoporos.
Medicinska forskare från Keele University och Nottingham University har funnit att magnetiska nanopartiklar belagda med målproteiner kan stimulera stamceller att regenerera ben. Forskare kunde också leverera cellerna direkt till det skadade området, fjärrkontrollera nanopartiklarna för att generera mekaniska krafter och upprätthålla regenereringsprocessen genom stegvis frisättning av ett proteintillväxtstimulerande medel.
Den nuvarande metoden för att reparera ben som inte kan läka sig själv är genom ett transplantat som tas från patienten. Tyvärr, detta kan vara smärtsamt, invasiv procedur, och när området som behöver repareras är för stort eller patienten har en skelettsjukdom som det ibland kan vara brist på friskt ben för transplantation.
Av denna anledning, att stimulera tillväxten av nytt ben genom injicerade stamceller är ett område av stort intresse för medicinska forskare. Mycket framsteg har gjorts, men ett stort hinder kvarstår – att hitta ett lämpligt sätt att stimulera differentieringen av stamcellerna så att de blir kvaliteten på benvävnad som behövs i en mängd som är tillräckligt stor för att behandla patienter effektivt.
James Henstock, Ph.D. ledde den Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC)-finansierade studien, tillsammans med Alicia El Haj, Ph.D., och kollegor vid Keele University's Institute for Science and Technology in Medicine, liksom Kevin Shakesheff, Ph.D., från University of Nottingham's School of Pharmacy.
James Henstock sa:"Injicerbara terapier för regenerativ medicin visar stor potential som en minimalt invasiv väg för att introducera terapeutiska stamceller, läkemedelstillförselvehiklar och biomaterial effektivt till sårställen."
"I vår undersökning belade vi magnetiska nanopartiklar med specifika målproteiner och kontrollerade dem sedan på distans med ett externt magnetfält för att simulera träning. Vi ville lära oss hur detta kan påverka de injicerade stamcellerna och deras förmåga att återställa funktionellt ben."
Teamet av forskare genomförde sitt test med två modeller:kycklingfoster lårben och vävnadskonstruerade kollagenhydrogeler. I båda fallen visade resultaten en ökning i benbildning och densitet utan att orsaka någon mekanisk stress på konstruktionen eller omgivande vävnad.
"Detta arbete visar att tillhandahållande av lämpliga mekaniska signaler i samband med kontrollerad frisättning av tillväxtfaktorer till dessa injicerbara cellterapier kan ha en betydande inverkan på att förbättra bentillväxten. Det skulle också potentiellt kunna förbättra vävnadstekniska metoder för translationell medicin", säger Dr. Henstock.
