镁和谷氨酰胺的可生物降解支架加速骨骼再生Biodegradable scaffold with magnesium and glutamine accelerates bone regrowth

创新药物 / 来源:www.news-medical.net美国 - 英语2025-09-09 19:24:54 - 阅读时长2分钟 - 672字
宾夕法尼亚州立大学研究人员开发出名为CitraBoneQMg的可生物降解植入支架,通过将镁和谷氨酰胺与柠檬酸结合,在颅骨缺损大鼠模型中实现12周内骨再生量较传统材料提升185%。该支架通过同步调控AMPK/mTORC1能量通路促进干细胞成骨分化,兼具光声成像功能和抗炎神经再生特性,已申请美国专利并发表于《科学进展》。
骨骼再生可生物降解支架谷氨酰胺骨修复能量代谢通路神经再生抗炎反应光声成像特性
镁和谷氨酰胺的可生物降解支架加速骨骼再生

对于大多数骨折,骨细胞会在患者佩戴夹板固定期间自主再生。但对于复杂或严重骨折,外科医生可能需要植入生物相容性移植物或使用金属固定装置。宾夕法尼亚州立大学生物医学工程团队联合骨科医生,研发出名为CitraBoneQMg的可生物降解植入支架,该支架将镁和谷氨酰胺与柠檬酸结合,相关成果发表于《科学进展》并已申请美国专利。

第一作者胡许(Hui Xu)指出:"镁和谷氨酰胺作为人体天然存在的两种小分子物质,与柠檬酸结合后通过促进细胞内能量代谢加速骨再生。"研究显示,在传统柠檬酸基植入材料中添加这两种成分后,可同时调控AMPK和mTORC1两条关键能量代谢通路——前者加速能量消耗,后者促进能量合成,这种双向调节机制突破了常规通路此消彼长的拮抗模式。

实验通过将CitraBoneQMg植入颅骨缺损大鼠模型,12周后骨再生量较单纯柠檬酸支架提升56%,较传统骨材料提高185%。通讯作者苏岩(Su Yan)强调:"三种分子构成骨修复'配方',不仅促进骨再生,还同时实现神经再生和抗炎反应。"该支架通过局部递送高浓度营养物质,避免了口服给药吸收率低的问题。

值得注意的是,该聚合物支架具有独特的光声成像特性,可通过超声实现深层组织追踪。研究团队成员包括宾夕法尼亚州立大学生物医学工程系的Ethan Gerhard、Kothapalli教授,以及骨科与康复系主任April D. Armstrong教授。完整研究数据及资助信息详见《科学进展》期刊DOI:10.1126/sciadv.ady2862。

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