骨折通常可以隨著時間、自然而然地癒合,可能需要石膏或支架的輔助。然而,當骨折情況複雜或嚴重時,醫生往往依賴植入物或手術裝置來進行治療。賓州州立大學的研究人員最近宣佈,他們研發出一種可生物降解的支架,這種新型植入物名為 CitraBoneQMg,能加速骨骼的康復過程,同時減少併發症的發生。這種新型植入物結合了鎂、谷氨酰胺和檸檬酸,旨在刺激骨骼再生,這一創新可能為骨折治療帶來新的突破。
研究的首席作者、博士生許輝表示:「通過將鎂和谷氨酰胺這兩種在人體和食物中都能自然找到的小分子與檸檬酸整合,我們發現這些分子能協同作用,促進骨骼生長,因為它們能促進細胞內能量的新陳代謝。」CitraBoneQMg 不僅僅是替代缺失的組織,而是能夠激活細胞的能量系統,促使幹細胞轉變為骨細胞,從而促進更快和更強的骨骼再生。
研究人員將 CitraBoneQMg 與僅由檸檬酸製成的現有支架進行比較,該支架已經獲得美國食品藥品監管局的批准,還與傳統的骨材料植入物進行了對比。加入鎂和谷氨酰胺後,這一新型支架的效果顯著提升,這些分子能調節細胞內兩個關鍵的能量通路,AMPK 和 mTORC1。通常情況下,這兩者的活動是相互制衡的,但在這個新支架中,它們能夠協同工作。許輝進一步解釋道:「這個支架實質上為骨細胞提供了能量:兩種營養素與檸檬酸形成協同關係,為幹細胞提供了更多的能量,以促使它們生長並分化為骨細胞,從而實現更好的骨骼再生。」
在對患有顱骨缺損的老鼠進行測試時,結果顯示出顯著的效果。經過 12 週的觀察,CitraBoneQMg 與僅使用檸檬酸的支架相比,促進了 56% 的骨骼生長,與傳統植入物相比則提升了 185%。這一成果不僅局限於骨骼修復,研究也顯示了更廣泛的治癒效果。共同作者、助理研究教授蘇燕指出:「這三種分子如同骨骼的治癒配方,開創了對骨骼修復的新思維。」她補充道,除了快速的骨骼生長外,研究團隊還觀察到了神經再生和抗炎特性,這兩者對於骨骼的長期癒合至關重要。
通過支架直接將這些分子送達受傷部位,確保了在最需要的地方達到高濃度。相比之下,口服補充劑僅能以微量到達骨骼。研究團隊還發現了這一新型支架的成像優勢,CitraBoneQMg 具備光致發光和光聲特性,這意味著它能夠在深層組織中通過超聲波檢測。許輝表示:「憑藉光聲特性,CitraBoneQMg 在體內追蹤方面具備了巨大的潛力。」賓州州立大學的研究人員相信,這一支架有可能重新定義外科醫生對骨骼修復的處理方式。他們的研究結合了材料科學和生物學,創造出一種能夠促進身體更快自我癒合的治療方法。該團隊已與骨科醫生合作,提交了美國專利申請,並在《科學進展》期刊上發佈了研究成果。






















