武汉轻工大学食品科学与工程学院教授易阳团队以藕原料制作骨骼支架“重塑肉身”的研究成果。该研究已进入动物试验阶段,展示了藕制骨支架在骨折修复方面的良好效果,同时介绍了团队的研究过程、藕制骨支架的优势以及目前面临的挑战。
在电影《哪吒之魔童闹海》(《哪吒2》)里,太乙真人用莲藕为哪吒和敖丙“重塑肉身”的场景给观众留下了极为深刻的印象。曾经,这样的情节似乎只能存在于电影的奇幻世界中,但如今,它却神奇地照进了现实。
近期,武汉轻工大学食品科学与工程学院教授易阳团队以藕原料制作骨骼支架来“重塑肉身”的消息瞬间冲上了热搜。目前,这项研究已经顺利进入动物试验阶段。在试验中,植入莲藕支架的骨折动物在短短8周内就实现了骨愈合。值得一提的是,这些动物新生骨密度和骨小梁厚度显著高于非支架组,而且骨骼强度与原骨相当,这一成果无疑为骨折治疗带来了新的希望。
易阳团队与莲藕打交道已有十多年之久。在长期的莲藕研究和加工过程中,他们常常会接触到许多“废料”。2024年,团队取得了重大突破,首次成功地将莲藕“废料”中的纤维提取转化为具有生物相容性和一定机械强度的支架材料,真正实现了“变废为宝”。这一成果为他们后续的深入研究奠定了坚实的基础。
易阳形象地解释道:“骨细胞的增殖就好比爬山虎的生长。在断裂或破损的骨头处安装定制支架,它不仅能对骨折处起到屏障保护作用,还能促进骨细胞沿着支架像爬山虎一样‘爬满’增殖,最终实现骨修复。”莲藕中含有丰富的淀粉、纤维素等大分子,利用这些成分能够制备出兼具硬度和一定韧性的骨支架。同时,莲藕中含有的多酚、多糖等活性成分,具有抗炎、抗氧化的功效。此外,藕纤维的多孔结构为细胞提供了附着和增殖的空间,能够促进细胞生长、血管生成和骨基质沉积,这些都非常有利于加速骨组织重建。
该团队科研负责人、博士生江雪玉介绍了他们制作藕纤维骨支架的具体过程。他们先将废弃的藕皮、藕节进行清洗、干燥和粉碎处理,然后优化提取和制作工艺,以此确保纤维的纯度和结构稳定性。接着,应用先进的3D打印技术,按照骨折的具体情况定制支架。团队发现,经过3D打印后的莲藕天然纤维多孔支架,不仅可以为细胞提供附着和生长空间,还展现出了优异的韧性和弹性,这与骨组织修复所需的力学性能十分契合。而且,打印过程还能使藕纤维支架结构更为紧实致密。
目前,市面上常见的骨支架通常采用金属、陶瓷、同种异体移植骨等材料。然而,这些材料存在诸多缺点,比如手术暴露面积大、排异反应严重等。此外,支架降解速率太慢或太快,难以与新生骨生长速率相匹配,这也导致骨组织修复结果往往不理想。
易阳指出,相较于其他纤维支架,藕纤维具有独特的优势。藕纤维的结构具有优异的生物相容性,更容易与细胞“友好相处”,表现出低免疫原性,从而能够减少排异反应。随着骨组织重建,支架会逐渐降解,被新生骨组织替代,患者无须进行二次手术取出支架,这能给骨缺损组织提供良好的支撑和动态适应性。
不过,易阳也坦言:“该科研成果实现临床推广仍有很长的路要走。”接下来,团队需要进一步优化支架的力学性能和降解速率,还必须通过更大规模的动物实验和更严格的临床试验,全面评估其长期安全性和有效性。
本文介绍了武汉轻工大学易阳团队用藕原料制作骨骼支架的研究成果。该研究已进入动物试验阶段并取得良好效果,团队利用藕废料转化为支架材料,阐述了藕制骨支架的优势及制作过程。但成果实现临床推广面临挑战,需进一步优化和评估。
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