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目前采用的兩種修復(fù)顱頜面骨骨缺損的方式都存在缺陷。最常用的方式是自體移植，即外科醫(yī)生在病患身體的其他地方取出部分骨骼，設(shè)法塑形，用其彌補骨缺損。
一塊海綿狀聚合物，可以作為醫(yī)用材料，用于填充人體骨骼缺口，充當(dāng)支架促進(jìn)新骨骼的生長。骨骼損傷、先天性缺陷(比如腭裂)、或者切除腫瘤都可能導(dǎo)致骨骼出現(xiàn)難以自然愈合的過大缺口。這些缺口如果出現(xiàn)在頭部、臉上或者下顎，可能會嚴(yán)重改變一個人的外貌。
這種類似海綿的聚合物就是聚己內(nèi)酯(PCL)，在最常用到的兩種修復(fù)手術(shù)中，這種聚合物可以幫助填補骨骼缺口。美國德州農(nóng)工大學(xué)博士Melissa Grunlan對這種“自擬合材料”進(jìn)行了研究，在本周舉行于舊金山舉行的美國化學(xué)學(xué)會第248屆國際會議&展覽會上發(fā)表了研究成果。
“問題是，自體移植的骨骼非常堅硬，很難塑造成缺口所需的不規(guī)則的形狀。”Grunlan在陳述時說道。同時，如果采取自體移植的方式，骨骼被拿掉的部分可能會出現(xiàn)并發(fā)癥。
第二種方式是使用骨泥來填補缺口。但是，這類材料在變硬后非常易碎，而且不具備可以讓新的骨細(xì)胞進(jìn)入、修復(fù)受損組織的氣孔。
Grunlan和他的同事建議第三種方式，采用不易碎的形狀記憶高分子材料(SMP)，可自行塑造成骨缺口的精密形狀，支持新骨組織的生長。
多空滲透SMP泡沫材料由聚己內(nèi)酯制成，聚己內(nèi)酯是一種有彈性、可生物降解的物質(zhì)，已被應(yīng)用于一些醫(yī)學(xué)植入中。最終的材料就像一塊堅硬的海綿，有很多連通的氣孔，骨細(xì)胞可以在這些氣孔之間回游并生長。
當(dāng)加熱到140℉時，SMP就會變得柔軟可塑。舉例而言，在修復(fù)骨缺損的手術(shù)中，外科醫(yī)生會將SMP加熱至這個溫度，材料變軟后，再將其填充到缺損位置。當(dāng)SMP冷卻到人體溫度時，它會恢復(fù)成原先的堅硬結(jié)構(gòu)，在缺損位置固定下來。
研究人員還在SMPs外面涂覆了一層聚多巴胺，聚多巴胺是一種粘性物質(zhì)，可幫助鎖定聚合物的位置，同時還可幫助造骨細(xì)胞依附在聚合物上，使新生骨組織遍布整個結(jié)構(gòu)。SMP是一種可生物降解的材料，因此植入物最終將會消失，只剩下新生的骨組織。
Grunlan稱，下一步是測試SMP在治愈動物顱頜面骨缺損方面的能力。“我們的體外實驗結(jié)果非常鼓舞人心，”她說道，“現(xiàn)在我們將更進(jìn)一步，開始進(jìn)行臨床前研究，希望日后能開展臨床研究。”
為了測試SMP支架是否可以幫助骨細(xì)胞生長，研究人員將其與人體造骨細(xì)胞放在一起。三天后發(fā)現(xiàn)，涂有聚多巴胺的SMPs所含造骨細(xì)胞比未涂聚多巴胺的多5倍。而且造骨細(xì)胞多制造出兩個蛋白質(zhì)、RUNX2和骨調(diào)素，這對新骨骼的形成非常重要。
