美国研究人员合成一种水凝胶高分子材料用于关节软骨的修复

来自美国的研究人员近日开发出一种新的高分子材料,它能够帮助修复受损的关节软骨,有望为骨关节炎患者带来福音。

来自美国的研究人员近日开发出一种新的高分子材料,它能够帮助修复受损的关节软骨,有望为骨关节炎患者带来福音。



关节软骨中存在着一种名为糖胺聚糖的大分子物质,它能够与水分子结合,帮助关节承担负荷,抵抗磨损。在骨关节炎患者中,软骨中的糖胺聚糖含量减少,关节软骨承受负荷能力下降,因此患者会经常感到疼痛。


来自美国波士顿大学的研究人员尝试用合成的高分子材料修复受损的关节软骨。他们选择了两种亲水性良好的聚合物单体,将关节软骨浸泡在含有这两种单体以及光引发剂的溶液中。一段时间后,聚合物单体和光引发剂渗透进软骨中。随后他们再用特定波长的光照射软骨,光照使得光引发剂引发两种单体的聚合,形成一个能够高度吸水的聚合物网状结构,即通常所说的水凝胶。这个水凝胶穿插在原有的糖胺聚糖的网络中,对后者起到了支撑作用。体外实验表明,受损的关节软骨在经过这种处理后,抗负荷和耐磨损的能力恢复到健康的关节软骨的水平,表明这种新材料确实能够对已经发生退行性病变的软骨起到增强作用。



左:正常的关节软骨中存在大量糖胺聚糖,通过结合水分子来抵抗外力负荷;中:骨关节炎患者关节软骨发生退行性病变,糖胺聚糖的含量下降;右:通过添加合成的高分子材料,已发送退行性病变的关节软骨的性能可以得到恢复 。


目前这项研究还仅限于体外实验,如果真正应用于临床,研究人员仍然需要解决很多问题。例如目前研究人员使用绿光来引起聚合反应,但绿光对组织细胞的穿透能力较差,因此研究人员需要对这一材料体系进一步改进。


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