新骨的发育可以是一个多步骤的过程：首先，干细胞分化为软骨细胞。接下来，软骨细胞变成骨细胞。但这还不是全部：细胞在转化过程中必须经历一些机械应力，才能有效地从干细胞转化为骨细胞。
伊利诺伊大学芝加哥分校的研究人员与宾夕法尼亚大学和凯斯西大学的同事一起研究了一种独特的系统，该系统可以将干细胞输送到骨缺损处，并使用柔性固定器(用于将骨骼固定在一起的针和杆)来提供可调节的机械应力。
现在，由UIC工程学院生物工程与骨科的艾本阿尔斯伯格(Eben Alsberg)教授和罗安希尔(Loan Hill)教授，以及宾夕法尼亚大学整形外科助理教授乔尔博尔克尔(Joel Boerckel)领导的这些研究人员提出了一种方法，可以及时释放两种生长因子来模拟大鼠模型胚胎骨发育过程中的骨形成过程。
总之，干细胞、柔性固定器和生长因子的定时释放有朝一日可以帮助治愈人体内的大骨缺损或中断。他们的研究成果发表在《科学进展》杂志上。
“事实上，我们正在做的是在正确的时间提供正确的生长因子，以促进干细胞骨骼的发育，就像它发生在自然骨骼的愈合和发育过程中一样，”相应的人Alsberg说。作者和博尔克尔一起写在纸上。
在之前的工作中，UIC的Alsberg团队和宾夕法尼亚大学的同事开发了柔性固定器和干细胞“冷凝物”，这是大量相互连接的干细胞，因此它们可以作为薄片或塞子移动。冷凝液可以将干细胞放置在身体的特定区域，如骨间隙或缺损处，而没有漂浮的风险，这通常是通过注射细胞将干细胞输送到内部的情况。-含液体。当一起使用时，冷凝物和柔性固定器允许增强大鼠模型中骨缺损的愈合。
在目前的研究中，阿尔斯伯格和他的同事在他们的系统中增加了另一层：他们将多种生长因子整合到聚集体中——一种是转化生长因子1，有助于将干细胞转化为软骨细胞，称为TGF-1，另一种是促进这种软骨转化的转化因子，称为骨形态发生蛋白2或骨形态发生蛋白-2。
在股骨骨质疏松大鼠中，应用包括生长因子在内的Alsberg系统，与不含生长因子或仅含单一生长因子的大鼠相比，有助于促进12周时功能增强的新骨生长。包括在冷凝水/柔性支架系统中。
Albsberg说：“实现的骨形成相当于BMP-2浸泡在胶原海绵中应用于骨折，是目前FDA批准用于脊柱融合的组织工程产品。”“胶原蛋白产品可以在不需要的地方形成骨骼，但在我们的系统中，骨骼只在我们放置生长因子的凝固区域形成。”
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