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含镁内植入材料的骨科应用研究获进展

近日,香港中文大学/中国科学院深圳先进技术研究院医工所转化医学研究与开发中心教授秦岭团队和圣路易斯华盛顿大学RegisO’Keefe团队联合在Material Today上发表了题为Magnesium Facilitates the Healing of Atypical Femoral Fractures: A Single-cell Transcriptomic Study的研究论文。2月17日,该研究被Science杂志以Improved healing of rare fractures为题进行了Research Highlights报道。

研究使用了包括单细胞测序在内的多种研究手段,阐述了双磷酸盐(BPs)在治疗非典型股骨骨折(AFF)过程中的细胞和分子机制。研究利用OVX手术建立大鼠骨折模型后,使用BPs进行治疗,发现在BPs促进骨折愈合的过程中,降钙素基因相关性肽(CGRP)表达下降,并伴随干细胞/骨前体细胞异常分化的不良影响。进一步实验发现,局部补充CGRP可有效促进骨折愈合。为此,该团队发明了一种新型载镁髓内针(Mg-IMN),其效果与局部注射CGRP的作用类似。

结果证明,Mg-IMN在固定AFF的同时,可以促进骨折部位CGRP的表达,并规避因长期使用BPs而产生的对于干细胞分化的不良影响,减少骨折端纤维化,更有效地促进大鼠AFF的愈合。此外,Mg-IMN也可能通过促进H型血管的表达,维持“血管-骨”的偶联。该研究验证了CGRP和镁金属植入材料具有降低骨痂内部纤维化的功能,揭示了Mg-IMN在AFF中的临床应用前景。

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