この方法がリブから新しい顎骨を成長させる方法

この方法がリブから新しい顎骨を成長させる方法
ライスアンドベイラー医科大学のMD / PhD学生であるGerry Koonsは、テスト用に3Dで印刷されたバイオリアクターを準備します。 (クレジット:Jeff Fitlow / Rice)

新しい手法では、3Dで印刷されたバイオリアクター(基本的には型)をrib骨に取り付けることにより、生きた骨を成長させて頭蓋顔面の損傷を修復します。

rib骨からの幹細胞と血管は、型の足場材料に浸透し、それを患者に合わせた自然な骨に置き換えます。

組織工学分野の先駆者であるバイオエンジニアのアントニオス・ミコスと彼の同僚は、10年にわたるプログラムで開発した技術を組み合わせました。 目標は、身体の自然治癒力を利用して頭蓋顔面の再建を進めることです。

この方法がリブから新しい顎骨を成長させる方法
研究者は、患者自身のrib骨の顎骨損傷を修復するために、カスタムフィットの骨インプラントを成長させる技術を開発しました。 (クレジット:Mikos Research Group)

この技術は、下肢、股関節、肩など、患者のさまざまな領域からの骨移植組織を使用する現在の再建技術を置き換えるために開発されています。

代用骨

「この研究の主要な革新は、3Dで印刷されたバイオリアクターを利用して体の別の部分で成長した骨を形成すると同時に、新たに生成された組織を受け入れる欠陥を準備することです」とライスのバイオエンジニアリングおよび化学および生体分子工学の教授であるミコス大学および国立工学アカデミーおよび国立医学アカデミーのメンバー。

「以前の研究では、胸腔に移植された実際の骨からの独自の血液供給の有無にかかわらず、骨移植片を作成するための技術が確立されました」と、共著者のマーク・ウォン、学校の口腔および顎顔面外科部門の教授、椅子、プログラムディレクターは言いますヒューストンのテキサス大学健康科学センターの歯学部。

「この研究は、人工骨代替材料から実行可能な骨移植片を作成できることを実証しました。 このアプローチの大きな利点は、骨移植を行うために患者自身の骨を採取する必要がないことですが、他の非自生のソースを使用できることです」と彼は言います。

ニットとカバー

彼らのコンセプトを証明するために、研究者は羊の下顎骨に長方形の欠陥を作りました。 彼らは、3D印刷用のテンプレートを作成し、どちらもPMMA(骨セメントとも呼ばれる)で作られた埋め込み型とスペーサーを印刷しました。 スペーサーの目的は、治癒を促進し、瘢痕組織が欠損部位を満たすのを防ぐことです。

動物モデルのrib骨から十分な骨を取り除き、骨膜を露出させました。骨膜は、幹細胞と血管系の供給源となり、カビの内部に足場材料を播種しました。 テストグループには、生体適合性の足場を作るための砕いたrib骨または合成リン酸カルシウム材料が含まれていました。

リブ側が開いてタイトな界面を形成する金型は、9週間保持された後、取り外して欠陥部位に移し、スペーサーを交換しました。 動物モデルでは、古い軟組織に編み込まれた新しい骨が成長し、部位を覆っていました。

なぜリブ?

「リブは簡単にアクセスでき、足場に浸透して患者に合った新しい骨組織に成長する幹細胞と血管の豊富な供給源であるため、私たちはchose骨を使用することを選択しました」とミコスは言います。 「規制当局の承認プロセスと臨床応用への翻訳を複雑にする外因性の成長因子や細胞は必要ありません。」

リブには別の利点があります。 「同時に複数のrib骨で新しい骨を成長させることができます」と、現在ミコスの研究室で働いているライスアンドベイラー医科大学のMD / PhD学生である共著者のGerry Koonsは言います。

Mikosによると、PMMAを金型とスペーサーに使用するのは簡単な決断でした。生物学的用途の医療機器として何十年も規制されてきたからです。 第二次世界大戦で、戦闘機がPMMAフロントガラスを使用したとき、医師は、負傷したパイロットに埋め込まれた破片が炎症を引き起こさず、したがって良性と見なしたことに気付きました。 この研究の最初の目標は戦場での負傷の治療を改善することですが、全体像には民間手術も含まれています。

結果は、 米国科学アカデミー紀要.

著者について

追加の共著者はライスからです。 ヒューストンのテキサス大学健康科学センター。 ベイラー医科大学; Synthasome、Inc.、サンディエゴ; オランダのラドバウド大学医療センター。

再生医療の軍隊研究所は研究に資金を提供した。 この研究に対する追加の支援は、国立衛生研究所、オステオサイエンス財団、バロースカラーズプログラム、ロバートアンドジャニスマクネア財団から提供されました。

ソース: ライス大学

本の科学

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