合成材料塞子可替代全膝关节置换术

骨软骨缺损 (OCD) 可导致软骨和骨下组织损伤，从而引发慢性疼痛和关节功能丧失。根据损伤程度，患者必须接受手术治疗，最广泛的手术是全膝关节置换术，每年有超过 80 万美国人接受这种手术。

德克萨斯 A&M 大学生物医学工程系教授 Melissa Grunlan 博士获得了美国国立卫生研究院下属机构国家关节炎和肌肉骨骼及皮肤病研究所的资助，用于开发合成软骨覆盖再生骨软骨塞 (CC-ROP) - 一种潜在的现成手术设备，用于治疗强迫症并避免全膝关节置换术。

“慢性膝盖疼痛和残疾是由软骨损失和关节炎引起的强迫症引起的，包括骨关节炎和创伤后关节炎，它们导致个人疼痛，限制舒适度和活动能力，”格伦兰说。“这笔拨款将使我们能够最大限度地发挥 CC-ROP 治疗强迫症的潜力，并收集证明其疗效的数据。”

这项技术可以替代当前的治疗方法，例如自体移植或全膝关节置换术。

自体移植需要从患者膝盖未受损部位采集小圆柱形样本，并将其移植到缺损区域预先钻好的孔中。然而，这种方法可能会受到患者年龄(如果超过 40 岁，效果会较差)和缺损大小的影响。

如果患者不符合自体移植标准，他们可能需要进行全膝关节置换术。这是一项大手术，其中受损膝关节的部分被金属和塑料制成的人工关节或假体取代。尽管全膝关节置换术有时是患者唯一的选择，但手术可能会导致术后并发症。

相比之下，拟议的 CC-ROP 不受年龄或缺损大小的限制，同时还具有其他一些优点。首先，它们被设计成具有圆柱形自体移植物的几何形状，因此可以使用现有的手术工具和方案进行植入。此外，它不需要预先加载细胞或生长因子来诱导愈合，而是利用帽和支架底座的独特功能。一旦植入，CC-ROP 就可以为关节功能(包括膝关节)提供即时支持。

“总的来说，这种设计代表了一种可行的临床转化方法，”格伦兰说。

CC-ROP 在她的实验室中制成，由两部分组成：软骨帽和骨质(或骨)基部。软骨帽是一种超强水凝胶，独特地模仿了生物软骨的机械特性。基部由多孔的生物可吸收聚合物制成。植入后，基部被新骨组织取代，并继续固定软骨帽。因此，圆柱形植入物刺激新骨组织的形成并与宿主组织整合，同时提供关节功能所需的合成软骨。

这项拨款将使研究团队能够最大限度地发挥 CC-ROP 治疗强迫症的潜力，并进行必要的分析，以确保材料和设备功能齐全并可用于实际应用。他们还将在临床前研究中评估该设备的有效性。

这项研究是德克萨斯 A&M 大学 J. Mike Walker '66 机械工程系副教授 Michael Moreno 博士、德克萨斯 A&M 大学兽医学和生物医学科学学院副教授 W. Brian Saunders 博士和伦斯勒理工学院生物医学工程系教授 Mariah Hahn 博士合作的成果。

“此项努力是生物医学工程系与兽医学和生物医学科学学院之间建立的多项合作之一，旨在开发有利于动物和人类的解决方案，”生物医学工程系主任兼 James J. Cain 教授 II 的 Mike McShane 博士说。

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