技术描述

仅仅美国，需要矫形治疗的骨折就大约每14秒发生一次。据估计，美国肌肉骨骼疾病每年耗资2540亿美元，而骨和关节疾病占50岁以上成年人慢性病的一半。而全球范围，这类疾病的体量非常巨大。这个日益严重的问题需要新的治疗方法。

再生天然骨组织是一种很有前途的骨替代方法。新出现的组织再生方法集中于将生长因子输送到骨折或缺损的部位，因为这些生物分子可以促进成骨，形成新骨。然而，现有的被动骨组织修复或置换系统对新骨形成的过程没有足够的控制。

在生理条件下，骨组织再生涉及多种生物活性分子和干细胞的复杂相互作用。生物活性分子通常以级联形式依次出现，其中每个因子对生长中的骨细胞都有不同的影响。因此，设计骨组织再生系统的一个关键问题是时间上控制这些生物活性分子的浓度。麦迪逊大学的研究人员开发了一种组织再生系统，该系统利用多孔支架定位和控制多种生长因子的释放。在该体系中，多孔β-磷酸三钙(β-TCP)模板被一个或多个细胞外基质层包覆。所述层包括至少一个薄的、可降解的矿物质层，所述矿物质层类似于骨矿物质。由于涂覆过程不需要高温或有机溶剂，所以生物活性生长因子如血管内皮生长因子(VEGF)和骨形态发生蛋白-2(BMP-2)可以结合到层中。

为了控制溶解顺序，并最终控制生物活性分子的递送，在β-TCP支架上沉积多个不同的层。每个层可以包含一个或多个活性生物分子，并且设计成以单独的速率溶解。随着基质材料逐渐分解，生长因子依次递送。这提供了生长因子信号的时间控制，从而指导相关细胞的活动，以使新骨组织能够生长。

应用领域

骨再生

骨折愈合

其他临床骨科应用

技术优势

提供对多个生长因子释放的时间控制。

将生长因子定位于骨缺损部位。

所有材料都是生物相容的。

所有步骤都可以在生理温度和pH下进行，以保持生长因子或其它生物活性分子的活性。