石墨烯可以为骨关节炎提供更好的治疗选择

博伊西州立大学的研究人员说,石墨烯与干细胞生物学的交叉可能有一天会导致对骨关节炎的新治疗。骨关节炎影响着全球数百万人,是最普遍的关节炎形式。这是第11大致残原因,影响了美国65岁以上人口的50%。虽然一些治疗方法可以缓解症状,但科学家们还没有找到治愈这种疾病的方法。全关节置换是一种常见的解决方案。但博伊西州的一项新研究旨在证明石墨烯可以提供更好的治疗选择。

由Katie Yocham和Dave Estrada领导的一个小组发表了一项新的研究,题为“石墨烯泡沫和石墨烯泡沫的机械性能-组织复合材料”。石墨烯泡沫-软组织复合材料的联系。以前的研究表明,石墨烯泡沫与软骨组织工程细胞的软骨细胞相容性。这是第一个关注工程组织粘弹性行为的研究,以测试生长软骨的功能性。

“2D石墨烯具有任何其他材料的最高弹性模量之一,石墨烯泡沫显示出有趣的阻尼能力。在我们探索组织工程时,这些品质尤其重要,因为关节中的关节软骨必须消除高冲击力。”论文的主要作者、微米材料科学与工程学院的博士生约尚说。

“凯蒂在这个项目上的努力为生物医学界提供了一个对细胞化石墨烯泡沫体力学行为的严格表征。博伊西医学院机械与生物医学工程系副教授Trevor Lujan和这项研究的作者说,这一基线知识是石墨烯泡沫在生物医学应用中日益重要的一个重要步骤。

“生物学和石墨烯的联系正在引领可穿戴生物传感器、与大脑连接的植入式电子器件以及组织工程的创新,”微米材料科学与工程学院助理教授兼该研究的相应作者埃斯特拉达说。

相关报道:超声对比较不同类型的关节炎的诊断价值:骨关节炎患者心血管疾病所致的死亡率风险更高。部分膝关节置换术更具成本效益,可节省NHS数百万美元。在组织工程中,石墨烯代表了一种独特的功能。e具有结构-性质-处理相关性的材料,可用于设计生物折叠体,与粘附的干细胞进行电气和机械通信,推动其分化沿着各种途径。”

石墨烯的使用也可以促进粘附干细胞的细胞外基质的产生,这种基质由身体结缔组织和器官内的细胞分泌的生物分子组成。细胞与细胞外基质的相互作用是美国国立卫生研究院生物医学卓越研究中心的重点,该中心通过在博伊西州建立生物医学卓越研究机构发展奖中心来支持这项研究。大学。

了解石墨烯支架如何用于支持细胞分化和直接生成特定工程组织,包括组织特异性细胞外基质的合成。博伊西州国立卫生研究院的基质生物学中心致力于了解促进成分和分子组织中真正的细胞外基质形成的因素,”生物学教授和中心主任Julie Oxford说。

埃斯特拉达的团队先前证明了石墨烯泡沫上肌肉组织的生长。

埃斯特拉达说,石墨烯的生物医学应用还有其他潜在的广泛益处,包括健康风险和军事人员面临的伤害。大多数战斗中受伤的人都会影响肌肉骨骼系统。

埃斯特拉达说:“我们的团队正在努力开发石墨烯的全谱特性,用于防御应用,包括组织工程和再生。”我们的愿景是开发新的生物纤维,可以加快愈合,减少截肢的需要,并帮助挽救生命。”

埃斯特拉达是博伊西州立大学先进纳米材料和制造实验室的联合主任,同时也是电气和计算机工程助理教授哈里什?萨巴拉曼博士。实验室的研究人员也在开发专门用于恶劣环境的传感器,如核工业和太空探索以及战斗。

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