科学家开发出一种新疗法,可在实验室培育活体人类膝盖,为骨关节炎患者带来希望。
哥伦比亚大学研究人员使用可生物降解材料3D打印出膝盖支架,随后添加骨骼与软骨细胞。经过约一年时间,这些细胞再生了关节的天然软骨和骨骼组织,同时支架缓慢溶解,最终形成完整的实验室培育膝盖。
科学家表示,这种新关节可移植给患者,为这种剧痛疾病提供永久性解决方案。该研究是最新突破之一,有望改变骨关节炎患者的治疗方式。骨关节炎是一种致残性疾病,其特征是保护关节末端的软骨逐渐退化,导致疼痛、僵硬和活动能力丧失。
约3200万美国人受此疾病困扰,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。目前尚无根治方法,现有治疗主要通过强化肌肉锻炼、仅能缓解数周至数月疼痛的注射剂或具有较大创伤且恢复期痛苦的全关节置换手术来管理疼痛。
哥伦比亚大学团队目前仅创建了该潜在治疗方案的原型——即早期初步模型,尚未在活体人类患者中进行测试。未来三年计划推进临床前和临床试验。科学家表示,这些活体膝盖可使用患者从腹部脂肪提取的自体干细胞或供体细胞培育(若患者缺乏软骨)。
据《纽约时报》报道,原型膝盖已植入尸体进行承重测试,验证其是否适合行走。研究人员下一步计划在大型动物(未指明物种)体内植入膝盖,之后再进行人体测试。当活体膝盖植入人体后,会与身体血管系统连接,使其功能正常并如同原生膝盖。
目前尚不确定该研究能否应用于髋关节和足部关节等其他同样受骨关节炎影响的关节。这项研究获得美国卫生高级研究计划署(ARPA-H)3900万美元资助,该机构正致力于开创新的骨关节炎疗法,以促进受损组织再生。
在该机构支持的另一项突破中,杜克大学研究人员在促软骨与骨骼再生注射剂研发上取得进展。该注射剂将直接注入病变关节,科学家称其中含有促组织再生的物质,有望缓解骨关节炎疼痛至少一年。在骨关节炎动物测试中,注射剂使关节组织恢复至接近正常水平,并显著减轻疼痛征兆。该团队正推进首次人体临床试验,但距离患者实际应用可能还需数年。
领导该研究的大学骨科医生本杰明·阿拉姆表示:"这一里程碑让我们更接近治疗骨关节炎根本病因的未来,而不仅是缓解症状。我们的长期目标是帮助人们更长久地保持活力、独立性和行动能力。"
在第三项突破中,科罗拉多大学博尔德分校研究人员称已开发出两种促进关节自我修复的新疗法。新疗法只需向关节单次注射,即可招募人体自身细胞修复受损软骨——在数周内完成修复。在骨关节炎动物关节测试中,直接注入关节的注射剂使关节在四至八周内恢复健康状态。针对骨或软骨缺损的修补,研究人员观察到"缺损的完全再生与修复"。他们计划在18个月内启动人体试验。
这些研究项目均获得美国卫生与公众服务部下属的美国卫生高级研究计划署(ARPA-H)资助,属于其"关节炎组织再生新疗法"(NITRO)项目,旨在寻找促使受损关节自愈的新疗法。机构主任艾丽西亚·杰克逊表示:"通过ARPA-H,我们正推动一个人们不再需要在疼痛中醒来、放弃所爱活动或面临大型手术及重复关节置换的未来。NITRO项目的进展帮助受损关节恢复功能,大幅减轻甚至消除疼痛,并有望取代当今的关节置换手术。"
骨关节炎是最常见的关节炎类型,病例数量持续上升——自1990年以来全球患者数量估计增长132%。医生警告,人口老龄化和肥胖率上升是这一趋势的主因,但女性和较低社会经济背景人群患病风险也更高。随着患者数量增加,科学家表示将有更多人寻求新型治疗方案。
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