治療骨折的福星 南韓科學家研發壓電材質繃帶與可分解癒合支架

譯者/Elisa

目前骨科治療領域常見的一種治療方式,是透過靠機械應力(mechanical stress)施壓產生電荷的壓電材料(Piezoelectric materials),來修復骨折部位。但南韓科學技術院(Korea Advanced Institute of Science and Technology, KAIST)的科學家,結合壓電材料和骨骼中存在的天然礦物質─氫氧基磷灰石(hydroxyapatite, HAp)研發出一款開創性的骨頭繃帶,能讓老鼠受損的骨骼再生,也有望改變人類骨骼再生方式。

南韓科學家研發壓電材質繃帶與可分解癒合支架,能讓老鼠受損的骨骼再生,也有望改變人類骨骼再生方式。示意圖。圖/123RF

氫氧基磷灰石提升骨頭修復功能

從強化牙齒的牙膏到骨頭移植的生物材料裡,都有氫氧基磷灰石存在,因為這種礦物質以提升骨骼強度和再生作用而聞名。研究人員結合這種材料與聚(偏氟乙烯-三氟乙烯)(P(VDF-TrFE))做成的薄膜,製作出具有壓電特性和模仿人體細胞外基質(extracellular matrix)表面的支架,接著在模擬環境下比較含氫氧基磷灰石及未含的兩種支架。

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含Hap骨頭支架增加30%-40%骨頭再生能力

結果顯示,含氫氧基磷灰石支架上的細胞附著量提升10%到15%,而在培養五天後,細胞增值(cell proliferation)也提升20%到30%。另外在含氫氧基磷灰石支架上,骨質形成程度也比一般支架高出30%到40%,顯示含氫氧基磷灰石支架加強壓電特性,創造有利骨頭組織再生環境。科學家最後將支架植入有顱骨缺損的老鼠體內,結果顯示六週之後支架沒有變形,也沒有感染或發炎等不良反應,效果顯著,有望為未來再生醫學領域帶來重大進展。

資料來源:Interesting Engineering

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