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科学家开发了一种由柠檬酸盐制成的新型生物材料 以帮助加速骨骼再生

骨折的骨头需要很长时间才能愈合,因为生长新组织需要大量能量。宾夕法尼亚州立大学的研究人员提出了一种促进再生过程的方法:一种基于柠檬酸盐的生物材料,可为干细胞提供所需的能量。

柠檬酸盐天然存在于骨骼和柑橘类水果中。它在维持正常骨骼健康和功能(包括愈合骨折和断裂)中起着重要作用。

宾夕法尼亚州立大学的研究人员正在研究可生物降解的脚手架,该脚手架将柠檬酸缓慢释放到体内。他们的生物材料有望通过作为骨骼生长的支撑结构来加速愈合。鉴健研究人员解释说,人体中90%的柠檬酸盐都存在于骨骼组织中。尽管存在这一事实,但没有其他人考虑使用天然化合物作为制造骨骼生物材料的基础资源。

他最近发表的论文确定了柠檬酸盐辅助骨骼修复过程的方法。Yang和他的研究小组利用这些知识来创造出新的生物材料,它们可以模仿生物过程治愈骨骼。(相关:哪种钙补充剂提供最大的生物利用度?)

用柠檬酸盐制成人造骨的合成材料

传统的骨骼再生通常涉及自体移植,即从身体的不同部位提取健康骨骼并将其转移到受伤部位的过程。但是这种方法不能应用于非常大的骨折,也不能替代在治疗骨癌过程中切除的骨组织。

研究人员正在研究可以代替活骨移植物的人造生物材料。但是,合成移植物的愈合速度降低且愈合质量较差。

人工植入物还将以炎症的形式引发免疫系统的严重反应。此外,它将被极其坚韧的组织所包围,阻止其移植到骨骼上。

Yang报告说,他的团队基于柠檬酸盐的生物材料避免了人体对有害移植物的封装反应。它还触发了更少的慢性炎症发作。

他的博士生马楚英(Chuying Ma)弄清楚了人体利用柠檬酸盐加速骨骼再生的方法。在她撰写的科学论文中,马云发现干细胞膜中存在柠檬酸盐转运蛋白。

这个适当命名的转运蛋白将柠檬酸盐拖到细胞中。一旦到达那里,有机化合物将作为细胞过程的额外燃料。

柠檬酸盐可实现干细胞的“致代谢”调节

骨干细胞将自身转变为新的骨细胞来替代受损的骨细胞时,会比平时消耗更多的能量。因此,重要的是,每当需要增强能量时,干细胞就获得正确数量的柠檬酸盐。

杨和马称这种有益作用为“代谢形成调节”。柠檬酸不是该过程中唯一涉及的化合物。称为磷酸丝氨酸的氨基酸也参与该能量产生过程。

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