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関節の損傷した軟骨を再生できる新しい生体材料が開発されました

彼 軟骨 は関節の重要な構成要素です。損傷すると、人々の健康や運動能力全体に大きな影響を及ぼす可能性があります。そして問題は、成人の人間では、本来の治癒能力がなく、修復が難しいことです。現在、ノースウェスタン大学の科学者は、 軟骨の再生に成功 大型動物モデルの高品質な膝関節です。 ゴムのような物質のように見えますが、この素材は実際には、体内の軟骨の自然な環境を模倣するために連携して機能する分子成分の複雑なネットワークです。 米国科学アカデミー紀要に掲載された新しい研究で、研究者らは動物の膝関節の損傷した軟骨にこの材料を適用した。わずか6か月で、天然バイオポリマーを含む新しい軟骨の成長など、修復の改善の証拠が得られた。 （コラーゲン II およびプロテオグリカン）により、関節に痛みを与えることなく機械的抵抗が可能になります。 研究者らは、さらなる研究により、この新素材は将来、 膝関節全置換手術を防ぐ変形性関節症などの変性疾患の治療や、スポーツ関連の傷害の修復など 前十字靭帯断裂 （LCA）。 「軟骨は関節の重要な構成要素です。軟骨が損傷したり、時間の経過とともに分解したりすると、人の全体的な健康と可動性に大きな影響を与える可能性があります。問題は、成人の場合、 軟骨には本来治癒する能力がない「私たちの新しい治療法は、自然に再生しない組織の修復を誘発することができます。私たちの治療法は、深刻な、満たされていない臨床ニーズに対処するのに役立つと確信しています」と、この研究を率いたノースウェスタン大学のサミュエル・I・スタップ氏は語った。 この新しい研究は、スタップ研究室が最近発表した研究に基づいている。この研究では、研究チームは「踊る分子」を使用してヒトの軟骨細胞を活性化し、組織マトリックスを形成するタンパク質の生産を促進した。新しい試験では、踊る分子を使用するのではなく、 ハイブリッドバイオマテリアル同研究室が開発したこの製品は、軟骨の成長と維持に不可欠なタンパク質であるトランスフォーミング成長因子ベータ1（TGFb-1）に結合する生理活性ペプチドと、軟骨や関節の潤滑滑液に含まれる天然多糖類である修飾ヒアルロン酸の2つの成分で構成されています。 「多くの人が知っている ヒアルロン酸 「スキンケア製品で人気の成分だからです。また、関節や脳など、人体の多くの組織にも自然に含まれています。軟骨に含まれる天然ポリマーに似ているため、私たちはこれを選択しました」とスタップ氏は言う。 研究チームは、生理活性ペプチドと化学的に修飾されたヒアルロン酸粒子を統合し、軟骨の自然な構造を模倣した束にナノスケールの繊維を自己組織化しました。目標は、 魅力的な足場を作る 体内の細胞が軟骨組織を再生できるようにします。ナノスケールの繊維内の生体活性信号を使用することで、この材料は足場に生息する細胞による軟骨修復を刺激します。 この材料の有効性を評価するために、研究者らは後肢の複雑な部位である膝関節の軟骨に欠陥のある羊でテストした。 人間の膝に似ているこの研究はウィスコンシン大学マディソン校獣医学部のマーク・マーケル氏の研究室で実施されました。 スタップ氏によると、羊モデルでのテストは人間と同様に非常に重要だった。 羊の軟骨は硬く、再生が非常に困難です。また、重量、サイズ、機械的負荷を支える能力の点でも類似点があります。 「羊モデルでの研究により、人間に治療がどのように作用するかをより正確に予測できるようになりました。他の小型動物では、軟骨の再生ははるかに容易に起こります」とスタップ氏は説明する。 研究では、研究者らが軟骨欠損部に濃厚なペースト状の材料を注入したところ、それがゴム状の基質に変化した。スキャフォールドが分解するにつれて新しい軟骨が成長して欠損部を埋めただけでなく、修復された組織は対照群と比較して一貫して高品質であった。 人間への応用 将来的には、スタップ氏はこの新素材が関節に適用される可能性があると考えている。 関節鏡手術または関節開放手術現在の標準的な治療法はマイクロフラクチャー手術であり、外科医が骨の根元に小さな骨折を作り、新しい軟骨の成長を促します。 「マイクロフラクチャー法の主な問題は、関節の機能に必要な硝子軟骨ではなく、線維軟骨（耳にあるのと同じ軟骨）が形成されることが多いことです。硝子軟骨を再生することで、私たちの方法は摩耗や裂傷に対する耐性が高まり、長期的には可動性の低下や関節痛の問題を解決し、大きな材料片で関節を再建する必要がなくなります」とスタップ氏は説明する。 #関節の損傷した軟骨を再生できる新しい生体材料が開発されました