科学家已经开发出一种新的治疗方法,涉及在实验室中培养一个活的人类膝盖,给骨关节炎患者带来了希望。
哥伦比亚大学的研究人员使用可生物降解材料制作了一个3D打印的膝盖支架,然后添加了骨细胞和软骨细胞。
大约一年后,这些细胞再生了关节的自然软骨和骨组织,同时支架慢慢溶解,创造了一个完整的实验室培养的膝盖。
科学家表示,这个新关节可以移植到患者体内,为这种痛苦的疾病提供永久解决方案。
这项研究是最新突破之一,可能会改变骨关节炎患者的护理方式。骨关节炎是一种致残性疾病,保护关节末端的软骨逐渐分解,导致疼痛、僵硬和行动能力丧失。
约有3200万美国人患有这种疾病,其中1400万人患有膝关节骨关节炎,这也是美国致残的主要原因之一。
目前没有治愈方法,现有治疗主要关注通过锻炼加强肌肉、注射(只能缓解几周至几个月的疼痛)或全关节置换(一种侵入性手术,恢复过程相当痛苦)来管理疼痛。
在哥伦比亚大学,研究团队迄今已将活动关节作为原型创建,或者说是潜在治疗选择的早期初步模型。尚未在活体人类患者中进行测试。
在未来三年内,他们计划进入临床前和临床试验阶段。
科学家表示,活体膝盖可以使用患者自身的干细胞(从腹部脂肪中提取)或供体细胞(如果患者没有软骨)来培养。
据《纽约时报》报道,原型已经植入尸体,以测试它们是否能承受重量并适合行走。
科学家现在计划将膝盖植入大型动物(尽管未命名物种),然后在人体上进行测试。
研究人员表示,当活体膝盖被植入时,它们与身体的血管相连,使它们能像原始膝盖一样正常工作。
目前尚不清楚这项研究是否也可用于其他关节,包括髋关节和足部关节,这些关节也受到骨关节炎的影响。
该研究获得了联邦机构健康高级研究计划署(ARPA-H)3900万美元的资助,该机构正在开创促进丢失组织再生的骨关节炎治疗方法。
图中显示的是生物力学专家Nadeen Chahine博士和生物医学工程专家Clark Hung博士,他们领导了开发活体膝盖的团队。
在该机构支持的另一项突破中,杜克大学的研究人员已经向一种可以刺激丢失的软骨和骨骼再生的注射剂迈近了一步。
科学家表示,这种注射剂将直接注入受影响的关节,含有促进组织再生的物质——可能缓解骨关节炎疼痛至少一年。
科学家表示,在患有骨关节炎的动物测试中,注射剂将关节组织恢复到接近正常水平,并显著减少了疼痛的警告信号。
该团队现在正在推进其治疗的首次人体临床试验,这种治疗可能还需要数年才能用于患者。
领导这项研究的大学骨科外科医生Benjamin Alam博士说:"这一里程碑使我们更接近于能够治疗骨关节炎的根本原因,而不仅仅是症状的未来。"
"我们的长期目标是帮助人们更长时间地保持活跃、独立和行动能力。"
在第三项突破中,科罗拉多大学博尔德分校的研究人员表示,他们开发了两种新疗法,可以帮助关节自我修复。
对于新治疗方法,科学家发明了一种单次关节注射,据称可以招募身体自身的细胞来修复受损软骨——几周内完成修复。
研究人员表示,在对患有骨关节炎关节的动物进行的测试中,直接注入关节的注射剂在四到八周内使它们恢复健康状态。
在注射旨在修补骨或软骨上的孔的情况下,研究人员看到了"缺陷的完全再生和修复"。
他们现在计划将他们的治疗方法推进到人体试验,可能在短短18个月内开始。
这些研究项目也得到了卫生与公众服务部(HHS)下属的健康高级研究计划署(ARPA-H)的支持,通过其骨关节炎组织再生新创新(NITRO)计划——该计划旨在寻找促使受损关节自我愈合的新治疗方法。
机构主任Alicia Jackson说:"通过ARPA-H,我们正在推动一个未来,人们不必在疼痛中醒来,放弃他们喜爱的活动,或面对重大手术和重复关节置换。"
"NITRO的进展帮助受损关节再次工作,大幅减少甚至消除疼痛,并旨在取代当今的关节置换手术。"
骨关节炎是最常见的关节炎形式,病例正在增加——自1990年以来,患者数量估计已增长132%。
医生警告说,人口老龄化和肥胖率上升是这一趋势背后的原因,但警告说,女性和来自较低社会经济背景的人也更可能患上这种疾病。
随着越来越多的人患有这种疾病,科学家表示,将有更多人寻求新的治疗选择。
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