目前位置:主選單>中心公告

骨頭移植新材料:奈米複合物

公告類型: 奈米新知
點閱次數: 470
 

人造骨植入物在骨折療程中,能減少使用患者自身的骨頭所帶來的疼痛與限制。最近,印度研究人員證實石墨烯氧化物奈米薄片(graphene-oxide nanoflakes)能強化人造羥磷石灰(hydroxyapatite)複合物的特性,並提供修復骨頭所需的支架。

這項研究是由Amrita Institute of Medical SciencesManitha NairShantikumar V NairSajini Vadukumpully合作完成。Nair表示,設計出符合健康骨頭特性的生物材料是最大的挑戰,其中生物相容性、化學成份、多孔性、降解率(degradation)及機械穩定度都是生物材料成功與否的關鍵。

對於無法自行痊癒的骨折,傳統上醫生會由身體其他部位摘取健康的骨頭進行移植,這種作法不僅損害原本健康的部位,還會為病人帶來疼痛,能摘取的骨頭也有限。

骨頭是由多孔的羥磷石灰(hydroxyapatite)及膠原(collagen)所形成,由於後者極昂貴,研究人員捨棄直接複製天然骨頭的想法,轉而嘗試人造的明膠(gelatin)作為替代品。Nair等人最近研究了石墨烯氧化物奈米片對骨骼的影響,以了解它們是否能強化用於骨骼移植的羥磷石灰/明膠奈米複合物。Nair指出,石墨烯氧化物具有有利於細胞健康的化學性質,同時保有石墨烯傑出的機械特性。

當骨頭癒合時,幹細胞會分化成骨細胞(osteoblast)並修補破損處。不過幹細胞由患部附近遷徙來需要花時間,而年長者還有幹細胞數量較少的聞題。印度團隊培育了能分化成各種組織的間充質細胞(mesenchymal cell),並監測它們在骨頭內的分化情形。結果發現石墨烯氧化物奈米片大幅促進幹細胞的多樣化,似乎能助長其分化成骨骼組織細胞。

雖然初步的研究成果令人充滿希望,但仍需更多實驗確定此石墨烯氧化物強化羥磷石灰/明膠的毒性,因為羥磷石灰/明膠的成份本來即存在於人體,石墨烯氧化物則不然,而且它還不溶於水。Nair指出,約六成的石墨烯氧化在八週內脫離複合物框架,其濃度已接近毒性極限。

該團隊接下來計畫將此石墨烯氧化物強化複合物移植入活動物體內,以測試其毒性,並研究骨頭的品質及降解的速度。詳見Nanotechnology 26, 161001 (2015)


原始網站:http://nano.nchc.org.tw/index.php?apps=news&mod=welcome&action=show&gid=1028
譯者/譯者服務單位:奈米科學網編輯室   責任編輯:蔡雅芝
發布日期: 2015/05/20
發布人員: 王芊樺