大约在20年前,Bob Pilliar教授开始寻找合成骨的替代材料。一度,塑料、金属和陶瓷都曾经被认为是可用于关节置换的最新和最好的材料,但是它们对患者的疼痛缓解和活动能力的恢复是有前提的,那就是这些材料不能持久。Pilliar被称为加拿大的陶瓷材料之父。
如今,通过与另外两位研究者携手,已经成为多伦多大学牙医学院、生物材料与生物医学工程学院名誉教授的Pilliar找到了可以用来制造未来植入物的天然成分。要取代人造的膝关节和髋关节,他的部件必须是生物降解、持久和针对患者的特点量身定做的。
最终,研究人员们找到了一种以磷酸钙形式存在的有效配方。这种粉末是由与人类骨骼中同样的矿物成分组成的,它来自美国种子巨头孟山都公司已经放弃开发的一种可降解生物材料。经过一番研究,Pilliar和他的同事们相信自己已经找到了可以创建骨骼替代材料的正确化合物,在此之后他们需要的只是找到合适的制造方式。
为此,一位年轻的机电一体化工程师Mihaela Vlasea接下了这个任务。她是增材制造领域中的高手。她根据这一材料的特点和要求,专门开发出了一台定制的3D打印机。据天工社了解,这台设备有一个双门冰箱那么大,它使用紫外线来将磷酸钙粉末粘结在一起。使用这台机器,Vlasea以针尖大小的精度在植入内部制造管道和空腔。
形象地说,这种3D打印的骨骼植入物就像一个蚁丘,其内部布满了用于运送养分的管道网络,而且这个网络的出口就是植入物表面的一个个小孔。一旦植入,人体的骨细胞就会在散播开来,并与骨骼结构机械互锁在一起。
“我们在该部件内部安排细孔的方式基本上能够使自然骨在植入物内以不同的速率生长。”她说,并补充称该方法也可以应用于设计燃料电池和牙科植入物。
随着时间推移,聚磷酸钙被人体吸收,而患者的组织和细胞则长成了人工植入物的形状。“我们希望能够用它来代替人工关节,和拜托所有的金属材料。但是在短期内,我们还只能尝试用它来代替小块的骨头。”Pilliar教授说。“如果我们获得成功,再进一步尝试用它来生成更大的关节。
除此之外,Pilliar教授也在开发人类软骨的替代物,如果成功,对于众多的关节炎患者来说无疑是一大福音。
与我们的常识不同,关节炎患者实际上并不只限于城市里的老年人。这种疾病主要是由外伤、畸形的关节或运动损伤引起的。目前由于软骨细胞不能再生,对于它的治疗手段十分有限。
”现在,如果关节受损的话,是没有真正的治疗手段是可以刺激其修复的。“Mount Sinai医院的病理学和实验室医学主任Rita Kandel:”最终,你只能依靠用金属和塑料材质制成的替代物。“
作为这一骨骼项目的三个主要研究者之一,Kandel曾经与Pilliar教授和多伦多大学的研究员Marc Grynpas共同合作了二十多年。
据她说,当今这种统一规格的植入物的使用寿命在20到30年之前,在此之后就需要再动手术来更换新的植入物。Kandel希望通过使用患者自己的组织和细胞打造的”生物关节替换物“来解决这个问题。
为此,Kandel尝试从患者的骨髓中提取干细胞,然后在实验室里重新编码,培养成不成熟的软骨细胞。这批细胞经过几个星期的时间之后成熟,研究人员将其层积在滑铁卢大学3D打印的钙磷酸盐植入物上并使其生长。据天工社了解,该植入物一旦通过手术植入体内,就能够自然地发挥功能,甚至可以治愈自己。
Kandel将其称为”生物性重铺表面(biological resurfacing)“,该技术进一步降低了植入物在植入人体之后遭受排异反应的可能性。”如果你使用患者自己的细胞的话,它们就不会被人体认为是外来的异物。“她说并补充称这种新型的治疗手段可以从根本上阻止关节炎的发展。
虽然这种定制植入物可能的价格到现在还不得而知,但Kandel预期该产品商业化之后会更加便宜,因为其使用的原材料价格很低。此外,她估计这类新型的人工关节”生物替代物“在未来十年之内将得到广泛应用。
与此同时,研究人员们正在通过动物试验来测试使用这种新方法修复小骨替代品德可行性,他们预计这一研究将还要持续两年。
(编译自Toronto Star)
来源:天工社
为你推荐

Precisio Biotix获资助开发细菌性阴道病(BV)新型工程裂解酶疗法
今日(6月17日),美国生物技术公司Precisio Biotix Therapeutics, Inc (简称Precisio,靶抗生物)今日宣布获得盖茨基金会的资助,用于研发针对细菌性阴道病(BV)相关致病...
2025-06-17 12:50

诺和诺德与阿里健康启动战略合作,助力慢病管理数字化升级
2025年6月16日,诺和诺德与阿里健康宣布达成战略合作。在国家持续推进“体重管理年”行动的背景下,双方将依托诺和诺德百余年深耕慢病领域的专业经验和创新治疗方案,以及阿里健...
2025-06-16 14:58

治疗阿尔茨海默病国产新药断货与思考
近日,许多患者家属反映买不到治疗阿尔茨海病的新药甘露特钠胶囊,经过了解,也证实该药在许多医院和药店确实“断货”,作为中国治疗阿尔茨海默病处方量最大的药物之一,也是目...
文/上海市精神卫生中心肖世富 广州医科大学附属第二医院刘军 北京和睦家医院李慧英 2025-06-16 11:35

连续第四年,2025年纠正医药购销领域和医疗服务中不正之风工作要点发布
发挥穿透式审计监督优势,加强医药行业专项审计。打通从原材料采购、药品耗材生产、招标采购的监管通路,将监管重点向生产端覆盖。探索建立药品生产加工到流通使用全过程可追溯...
2025-06-13 22:55

国家卫健委:人间传染的高致病性病原微生物实验活动审批管理办法
本办法适用于三级、 四级实验室从事《人间传染的病原微生物目录》 规定的应当在三级、 四级实验室开展的人间传染的高致病性病原微生物或者疑似高致病性病原微生物实验活动的审批。
2025-06-13 22:34

半年融资超2亿元,美创医疗攻克“卡脖子”技术
此次融资将加速美创医疗在医用植入级ePTFE材料产线建设、创新产品研发及商业化推广上的布局,助推中国高端医疗器械真正实现进口替代。
2025-06-13 13:22

拟再易主,派林生物或变为央企控股企业
日前,派林生物发布公告称,中国生物技与派林生物控股股东共青城胜帮英豪投资合伙企业(简称“胜帮英豪”)签署收购框架协议,拟受让后者持有的21 03%股份。若本次交易顺利推进...
2025-06-13 12:43

依视路®星趣控®亮相Vision China 2025,重磅发布依视路®星趣控®2.0镜片
在2025年视觉健康创新发展国际会议(Vision China)期间,儿童青少年近视管理品牌依视路®星趣控®重磅发布全“星”一代儿童青少年解决方案——依视路®星趣控®2 0镜片
2025-06-13 11:28

景嘉航完成数千万元天使轮融资,专注新型靶向放射性药物开发
近日,杭州景嘉航生物医药科技有限公司(AB-RayBio Therapeutics,简称“景嘉航”)完成数千万元人民币的天使轮融资,由杭实资管领投,正
2025-06-13 10:53

CDE:已取得药品批准文号的两种或者两种以上具有独立的适应症和用法用量的化学药品,如何申请组合包装?
已取得药品批准文号的两种或者两种以上具有独立的适应症和用法用量的化学药品,如申请组合包装,应通过什么途径提出申请,申报资料有什么要求?
2025-06-12 21:44

赛诺菲加速尼塞韦单抗全球发货,提前数月助力医务工作者应对今年RSV流行季
赛诺菲将于2025年第三季度初启动尼塞韦单抗的全球发货工作,以确保在2025-2026年呼吸道合胞病毒流行季来临前,实现广泛供应。
2025-06-12 17:31

CDE发布《先进治疗药品的范围、归类和释义(征求意见稿)》
本文件所称先进治疗药品,是指符合药品相关管理规定,按照药品的路径进行研制、生产、经营、 使用和监管,且经体外操作生产并在人体内发挥预期功能的细胞治疗药品、基因治疗药...
2025-06-11 22:06

安图生物注销了一控股子公司
近日,安图生物发布公告称,公司控股子公司安图莫比已完成注销手续,该公司是安图生物与Mobidiag Oy(以下简称Mobidiag)在6年前成立的合资企业,伴随着注销,如今正式落幕。
2025-06-11 15:25

因美纳发布2024年度企业社会责任报告,持续释放基因组学的力量
报告重点阐述了因美纳在推动精准医疗更加可及、赋能公众与社群、在业务中践行可持续发展、尽责运营和秉持诚信领导原则等方面的持续努力。
2025-06-11 14:21

破解传统疗法局限,华东医药脂溢性皮炎外用制剂国内III期临床获批
由中美华东申报的一项评价0 3%罗氟司特泡沫(ZORYVE®)在脂溢性皮炎患者中有效性和安全性的多中心、随机、双盲、赋形剂平行对照的III期临床试验申请获得批准。
2025-06-11 09:57

医药领域有哪些新探索,中办 国办关于深入推进深圳综合改革试点深化改革创新扩大开放的意见
深化药品医疗器械审评审批制度改革,提升口岸药品监管和检验检测能力。完善临床急需进口药品、医疗器械使用及监督管理制度,探索将国际新药临床真实世界数据用于进口药品注册上...
2025-06-10 22:13