Gammel medicin blander sig med moderne forskning i ny vævsregenereringsmetode
I århundreder har civilisationer brugt naturligt forekommende, uorganiske materialer for deres opfattede helbredende egenskaber. Egypterne troede, at grøn kobbermalm hjalp øjenbetændelse, kineserne brugte cinnober mod halsbrand, og indfødte amerikanere brugte ler til at reducere ømhed og betændelse.
Blink frem til i dag, og forskere ved Texas A&M University opdager stadig måder, hvorpå uorganiske materialer kan bruges til helbredelse.
I to nyligt offentliggjorte artikler afslørede Dr. Akhilesh Gaharwar, en Tim og Amy Leach-uddannet professor ved Institut for Biomedicinsk Teknik, og Dr. Irtisha Singh, adjunkt ved Institut for Cellebiologi og Genetik, nye måder, som uorganiske materialer kan hjælpe med vævsreparation og regenerering.
Den første artikel, publiceret i Acta Biomaterialia , forklarer, at cellulære veje til knogle- og bruskdannelse kan aktiveres i stamceller ved hjælp af uorganiske ioner. Den anden artikel, offentliggjort i Advanced Science , udforsker brugen af mineralbaserede nanomaterialer, specifikt 2D-nanosilikater, for at hjælpe med muskel- og skeletregenerering.
"Disse undersøgelser anvender banebrydende, high-throughput molekylære metoder til at afklare, hvordan uorganiske biomaterialer påvirker stamcelleadfærd og vævsregenerative processer," sagde Singh.
Evnen til at inducere naturlig knogledannelse lover forbedringer i behandlingsresultater, patientrestitutionstider og det reducerede behov for invasive procedurer og langtidsmedicinering.
"Forbedring af knogletæthed og dannelse hos patienter med osteoporose kan for eksempel hjælpe med at mindske risikoen for frakturer, føre til stærkere knogler, forbedre livskvaliteten og reducere omkostningerne til sundhedspleje," sagde Gaharwar. "Denne indsigt åbner spændende perspektiver for udvikling af næste generations biomaterialer, der kunne give en mere naturlig og bæredygtig tilgang til helbredelse."
Gaharwar sagde, at den nyfundne tilgang adskiller sig fra nuværende regenereringsmetoder, der er afhængige af organiske eller biologisk afledte molekyler og giver skræddersyede løsninger til komplekse medicinske problemer.
"Et af de mest betydningsfulde resultater fra vores forskning er disse nanosilikaters evne til at stabilisere stamceller i en tilstand, der fremmer skeletvævsregenerering," sagde han. "Dette er afgørende for at fremme knoglevækst på en kontrolleret og vedvarende måde, hvilket er en stor udfordring i nuværende regenerative terapier."
Gaharwar planlægger at fortsætte med at udvikle biomaterialer til kliniske applikationer. Han vil bruge uorganiske biomaterialer i forbindelse med 3D-bioprintteknikker til at designe tilpassede knogleimplantater til rekonstruktionsskader.
"I rekonstruktiv kirurgi, især for kraniofaciale defekter, er induceret knoglevækst afgørende for at genoprette både funktion og udseende, afgørende for væsentlige funktioner som at tygge, trække vejret og tale," sagde han. "Inducering af knogledannelse har flere kritiske anvendelser inden for ortopædi og tandpleje."
Tidligere biomedicinsk ingeniørstuderende, Dr. Anna Kersey '23, var hovedforfatter til artiklen offentliggjort i Acta Biomaterialia og biomedicinsk ingeniørstuderende Aparna Murali var hovedforfatter til den opfølgende artikel offentliggjort i Advanced Science .
"Denne tilgang bygger ikke kun bro mellem ældgammel praksis og moderne videnskabelige metoder, men minimerer også brugen af proteinterapi, som medfører risiko for at inducere unormal vævsvækst og kræftdannelser," sagde Gaharwar.
"Tilsammen belyser disse resultater potentialet for uorganiske biomaterialer til at fungere som kraftfulde mediatorer i vævsteknologi og regenerative strategier, hvilket markerer et væsentligt skridt fremad på området."
Flere oplysninger: Anna L. Kersey et al., Inorganic Ions Activate Lineage-Specific Gene Regulatory Networks, Acta Biomaterialia (2024). DOI:10.1016/j.actbio.2024.03.020
Aparna Murali et al., Uorganiske biomaterialer former transkriptomprofilen for at inducere endokondral differentiering, Avanceret videnskab (2024). DOI:10.1002/advs.202402468
Journaloplysninger: Avanceret videnskab , Acta Biomaterialia
Leveret af Texas A&M University College of Engineering
Varme artikler
-
Hector svækkes, men forbliver kategori 4 orkanNOAA/NASAs GOES-West-satellit tog dette billede af Hector på sin vej gennem det østlige Stillehav den 7. august, 2018. Kredit:NOAA/NASA/NHC Orkanen Hector er svækket lidt, men er stadig en robust -
Den europæiske politiks rolle til forbedring af kraftværkets brændstofeffektivitetKredit:CC0 Public Domain En ny undersøgelse offentliggjort i Tidsskrift for Sammenslutningen af Miljø- og Ressourceøkonomer undersøger virkningen af EUs emissionshandelsordning (EU ETS), det -
Administrer turisme og natur for at booste begge, siger rapportenKredit:CC0 Public Domain Turisme og det naturlige miljø kan forvaltes på måder, der gavner både, tyder nye forskningsrapporter på. Forskningsrapporterne – ledet af University of Exeter og finansi -
Stejle økonomiske og sundhedsmæssige omkostninger ved luftforurening fra biler i udviklingslandeneKredit:CC0 Public Domain I en international undersøgelse offentliggjort af tidsskriftet Miljø International , University of Surrey ledede et internationalt hold af luftforureningseksperter i ove
- Det var svært for Apollo-astronauterne at holde sig til tidsplanen
- Forskning afslører potentialet i en overset klimaændringsløsning
- Gala åbner nedtællingen til 50 -årsdagen for 1. månelanding
- Når politik påvirker demografien – hvordan Erdogan har bragt 10 % flere børn til Tyrkiet
- Satellitbillededata afslører hurtig tilbagegang af Kinas tidevandsvådområder
- Sådan finder du radien af en delvis cirkel