注射水凝胶在光照下会变成骨愈合固体

无论是因受伤、疾病还是其他因素造成的骨缺失，都很难得到替代。然而，一种新型可注射水凝胶在可见光照射下可转变为一种强健的骨再生材料，从而改变这种状况。

当暴露在无害的可见光下时，水凝胶会变成多孔固体，促进天然骨组织的生长（如图）

虽然骨折等骨伤通常会自行愈合，但大块缺失的骨头（称为 "骨缺损"）往往永远也长不回来。

因此，通常必须用从患者腿骨上取下的一块骨组织来填充。这不仅是一种侵入性和痛苦的手术，而且只是将骨缺损从骨骼的一个部位转移到另一个部位。

为了寻求一种更有效的替代方法，一些研究小组正在开发一种类似骨头的多孔材料，这种材料被放置在缺损部位，而不是真正的骨头。

邻近骨组织的细胞会逐渐迁移到这种材料中，随着材料的无害生物降解，细胞会在其中繁殖。最终，植入的材料会被新的天然骨骼完全取代。

其中一些实验性骨再生材料最初是在体外 3D 打印的，然后用粘合剂固定在缺损部位。遗憾的是，这种粘合剂有时会失效。

另一种方法是将材料以凝胶的形式直接注入缺损部位，随后凝胶硬化成固体。虽然这听起来可能是一种更好的技术，但其中一些物质需要很长时间才能凝固，它们的生物降解性不够好，而且/或者它们缺乏机械强度。

这就是新材料的用武之地。

该图说明了水凝胶是如何治愈大鼠骨缺损的

Hyung Joon Cha教授及其同事在韩国浦项科技大学（POSTECH）研制出了一种水凝胶，由海藻酸盐（提取自藻类）、生物工程贻贝粘合蛋白、钙离子、一种名为phosphonodiol的化学物质和一种光活性剂组成。

将凝胶注入骨缺损处，然后用无害的可见光照射，凝胶的聚合物链就会相互交联，使其成为一种坚固、多孔、可生物降解的固体，与邻近的骨组织牢固地结合在一起。

与此同时，无定形磷酸钙也在这种材料中形成。这种非常像骨的化合物可以作为邻近骨细胞的 "栖息地"，提高骨细胞移动、繁殖的速度，并用真正的骨骼取代这种材料。

这种水凝胶已成功地在股骨头缺损的大鼠身上进行了试验。目前还没有关于何时开始人体试验的消息。

Cha说："我们研究团队开发的用于骨再生的可注射水凝胶系统是骨病传统复杂疗法的创新替代方案，将极大地推动骨组织再生技术的发展。"

有关这项研究的论文最近发表在《生物材料》（Biomaterials）杂志上。

资料来源：POSTECH 来源：POSTECH

整理丨壹万

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