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鸡蛋壳可用于打造人工骨

我们印象中的蛋壳一碰就碎。然而,这种薄而易碎的蛋壳可能会成为帮助人们进行更好、更结实的骨移植的关键。

马塞诸塞州洛厄尔大学(UML)的研究人员研发了一种利用蛋壳粉末的微小颗粒来助生新骨头的方法。因为蛋壳主要是由碳酸钙组成,而碳酸钙是我们骨骼中已存在的一种物质,研究人员希望蛋壳能更容易为人体所接受。这种材料可能用来帮助修复因意外事故、天生缺陷或疾病等造成的骨骼损伤。

领导这项研究的洛厄尔大学化学工程教授Gulden Camci-Unal表示:“我们急需研发新的功能材料来修复和再生受损骨骼。在实验室中,我们喜欢采用非常规的方法,观察自然并力图寻找已存在的可为我们所用的东西。”

每年全世界有数百万例骨移植手术。用于移植的骨块可能来自尸体、病人本身或各种合成材料。但并不是每一例骨移植都能成功。有时移植物难以促进骨形成,有时还会被身体所排斥。

这项研究最近发表在《生物材料科学》杂志上。Camci-Unal的工作原理包括用碎蛋壳颗粒来强化水凝胶。他们将蛋壳加入水凝胶混合物中形成微型框架,并从人体中提取骨细胞加入混合物中,然后培育出新的骨骼植入患者体内。水凝胶这种混合物本身可以容纳大量的水并维持自身结构,蛋壳加入水凝胶之后则会增加骨细胞生长和硬化的能力,加快骨骼愈合。

Camci-Unal表示,蛋壳很常见却往往被浪费,它既不是合成材料也无需在实验室里进行加工设计。她说:“我们正试图采用一种更简便的方法变废为宝,既有利于环境也有利于生物医学。”

Camci-Unal和她的团队已经成功地在实验室中研发了这种材料,但还没有在动物或人类身上进行测试。下一步他们将走访医生以了解病人的需求。该团队已经为这种材料申请了专利,他们将继续研究,在微观和纳米尺度上进一步测试,以更好地了解其工作原理。Camci-Unal说:“为了对人类有所助益,我们将从根本上理解这种材料并改善它的性能。”

安大略皇后大学生物医学工程教授Brian Amsden表示,他知道研究人员利用各种材料制造人造骨,但此前还从未尝试过蛋壳。现在市面上有各种基于硫酸钙、牛胶原蛋白、甚至是珊瑚等合成骨。他说:“在这方面,蛋壳确实是个了不起的创新。蛋壳廉价易获取,相较于非生物材料,可能更有助于模拟人类骨骼。”

Amsden表示,人工骨移植材料的需求量很大,一方面尸骨很难找到,另一方面病人自己的骨头又需要通过侵入性手术获取,而目前可用的人工骨往往比真正的骨头更脆弱。Camci-Unal希望这种材料能够与病人自己的细胞相混合,通过3D结构形成形状大小合适的植入物。因为植入物中已经含有病人的细胞,应该不会出现排斥反应。这种植入物可以修复因车祸、战争、衰老、癌症、其他创伤或先天性缺陷而受损的骨骼。这种材料可能也会用于培育新的肌腱、软骨和牙齿。

如果成功的话,蛋壳一定会给“如履薄冰”这个词赋予全新的含义。

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