姜黄素提高3D打印陶瓷支架的骨骼生长能力

导读 华盛顿州立大学(WSU) 的研究 人员已经证明,可以将自然疗法与先进的生物医学设备相结合,使用姜黄素来增强陶瓷骨支架刺激骨骼生长的能力

华盛顿州立大学(WSU) 的研究 人员已经证明,可以将自然疗法与先进的生物医学设备相结合,使用姜黄素来增强陶瓷骨支架刺激骨骼生长的能力。

华盛顿州立大学机械与材料工程学院Herman 和 Brita Lindholm 讲座教授 Susmita Bose 和她的团队用姜黄素(一种在姜黄中发现的化合物)涂覆了 3D 打印陶瓷骨支架。

骨支架是一种生物医学工具,可让骨组织在疾病或受伤后恢复和再生。它的结构中含有小孔,可刺激和支持生长的细胞。虽然是人造的,但它会被人体吸收并随着骨组织的再生而逐渐消散。

研究人员指出,应用姜黄素后,陶瓷骨支架的骨生长能力提高了 30% 至 45%。他们的观察还表明周围组织中骨细胞和血管的数量和质量更高。细胞也更快地从损伤中恢复。

该研究的结果为美国遭受伤害的人们以及患有骨质疏松症和其他骨骼相关疾病的人们带来了希望。

在一生中,一个人会经历不断的骨骼生长和重塑。随着年龄的增长,这个过程会下降,骨骼质量也会下降。这就是使老年人跌倒和骨折的风险更高的原因。

骨质疏松症以骨密度逐渐降低为特征,是困扰老年人的最常见的骨相关疾病之一。2016 年的数据显示,超过 5% 的男性和超过 24% 的65 岁以上女性患有骨质疏松症。

用于治疗该病的药物可减缓或停止旧骨的自然破坏。它们还可能刺激新骨组织的形成。虽然这些化学物质可以提高骨密度,但它们会破坏自然的骨循环。 结果,骨质疏松症药物可能导致骨质量差。

Bose 和她的团队希望找到一种天然的解决方案,在不破坏自然骨循环的情况下治疗骨质疏松症等骨骼疾病。

Bose 和她的团队在研究中遇到的最重大挑战之一涉及姜黄素的管理。该化合物不能很好地被人体吸收,并且代谢得太快。与其他有机化合物一样,其分子的大尺寸阻碍了其有效递送。

“你必须使用正确的运输工具,”Bose 解释道。“我们需要以可控和持续的方式加载和释放它。车辆交付的化学性质非常重要。”

研究人员需要一种方法来延迟和控制体内化合物的释放,以最大限度地发挥其益处。他们的解决方案:将姜黄素放入由亲水聚合物制成的外壳中,这种聚合物在体内溶解,但有效地防止了姜黄素过早代谢。

寻找化学药物的天然替代品

姜黄素最常见的来源是姜黄香料,自很久以前就被用作天然药物。在许多亚洲国家,姜黄因其防腐性能而受到重视,并用于治疗割伤、烧伤和其他伤害。它还用于治疗炎症和胃部不适等问题。

Bose 的团队正在研究用于治疗骨骼疾病以及其他健康问题(如炎症、感染甚至癌症)的其他天然成分。研究人员正在研究来自大蒜、芦荟、藏红花、生姜和牛至等自然疗法的化合物。

该研究及其发现发表在《今日材料化学》杂志上。