身體非常擅長自我修復，但我們身體的某些部位在受傷後很難恢復。
其中一種材料是軟骨——一種海綿狀但堅固的結締組織，可以防止我們的骨骼相互摩擦和震動。隨著時間的推移，軟骨的半透明或「透明」成分可能會嚴重退化，導致疼痛的情況，例如骨關節炎和軟骨軟化症。
科學家一直在研究一種再生方法透明軟骨多年來，美國西北大學領導的團隊取得了突破。他們開發了一種生物材料，將其註射到活羊受損的軟骨中，作為促進活動關節軟骨再生的支架。
“軟骨是我們關節的重要組成部分，”化學家塞繆爾·斯塔普說西北大學。
「當軟骨隨著時間的推移而受損或分解時，會對人們的整體健康和活動能力產生巨大影響。問題是，在成年人中，軟骨不具有固有的癒合能力。我們的新療法可以誘導修復我們認為我們的治療方法可以幫助解決嚴重的、未滿足的臨床需求。
軟骨退化是一個嚴重的健康問題。2011 年調查在 18 個國家中，每年進行超過 130 萬例膝關節置換手術，其中軟骨問題是一個主要因素。
而且，雖然還有其他幹預措施可以提供幫助，例如製造微骨折以誘導軟骨修復，但這些幹預措施通常會導致錯誤類型的軟骨生長——堅韌的纖維狀軟骨纖維軟骨- 喜歡軟骨疤痕組織– 而不是覆蓋關節的光滑、有彈性的透明軟骨。
科學家正在改進的一種可能的治療方法是在軟骨缺損中使用支架來支持透明軟骨的生長。這種選擇在小鼠等小型哺乳動物中顯示出了希望，但在大型哺乳動物中卻失敗了，可能是因為大型動物的關節承受更大的壓力和力量。
史塔普和他的同事開發了一種材料，似乎可以解決這個明顯的問題。它是一種生物材料，由兩種成分製成。
第一個是勝肽分子，它與一種稱為「蛋白質」的蛋白質結合。轉化生長因子β-1，它在細胞的生長和分裂中起著至關重要的作用，特別是在骨骼中，它調節骨骼和軟骨的生長。
第二個組成部分是玻尿酸，您可能從您的護膚產品中了解到這一點 - 它可以通過保持水分來幫助您的皮膚保持柔軟。它也存在於關節和軟骨中，充當潤滑劑，並在傷口癒合中發揮作用。
研究人員在試管實驗中發現，這種混合材料支持軟骨形成分化，即軟骨細胞（稱為軟骨細胞）的增殖。它形成了細絲束，這是肌肉骨骼組織中發現的天然結構。
許多研究途徑在體外都達到了相同的程度。真正的考驗是它如何經得起活體動物的考驗，並且可以推論到人類身上。綿羊經歷與人類類似的機械負荷，因此綿羊是測試進行的地方。
研究人員將他們的材料製成漿液，注入綿羊後膝關節的軟骨缺損處。研究人員在研究中每隻羊的後膝上都開了小孔。一隻膝蓋被注射了漿液，另一隻膝蓋則作為對照未經處理。
當漿液與羊骨中的鈣接觸時，它會硬化成橡膠狀基質，軟骨細胞開始形成，並隨著支架降解而生長以填充引入的孔。這是正確的軟骨類型：透明軟骨。幾週之內，治療後的缺陷顯示出顯著的改善，特別是與對照組相比。
類似的治療方法對人類可能更有效。你無法告訴綿羊它們需要休息並減輕受傷腿的重量，而接受軟骨損傷治療的患者在手術後通常無法活動。
當然，還需要進一步的研究和開發，然後這個過程必須經過人類的考驗。臨床試驗。但研究結果表明，有一天將會出現一種治療方法，這將有助於減少對更具侵入性和效果較差的選擇的需求。
“通過再生透明軟骨，”斯塔普 說”，“我們的方法應該更耐磨損，長期解決活動能力差和關節疼痛的問題，同時也避免需要使用大型硬體進行關節重建。
該研究發表在美國國家科學院院刊。
