卵殻は壊れやすいと考えています。 しかし、これらの薄くて壊れやすいシェルは、人間にとってより良く、より強力な骨移植片を作るための鍵かもしれません。
マサチューセッツ大学ローウェル（UML）の研究者は、粉砕された卵殻の微視的粒子を使用して新しい骨の成長を助ける方法を開発しました。 卵殻の大部分はすでに骨に含まれている物質である炭酸カルシウムから作られているため、研究者はそれがより容易に体に受け入れられることを望んでいます。 材料はいつか、事故、先天性欠損症または病気の影響を受けた骨の修復を助けるために使用できます。
「損傷した骨を修復および再生するための新しい機能性材料を開発する必要性が非常に高い」と、研究を主導したUMLの化学工学教授であるGulden Camci-Unal氏は述べています。 「私たちの研究室では、型破りなアプローチを採用しています。 私たちは自然を見て、すでに存在しているものを私たちが何を使うことができるかを見ようとします。」
毎年世界中で何百万もの骨移植手術が行われています。 移植片に使用される骨片は、患者自身の体または死体、およびさまざまな合成物からのものである場合があります。 しかし、すべての移植が成功しているわけではありません。 時には、移植片は骨形成を誘導することができず、時には身体によって拒絶されます。
最近、 Biomaterials Science誌に記載されたCamci-Unalの方法では、破砕卵殻粒子を使用して、構造を維持しながら大量の水を保持できるポリマーのネットワークであるヒドロゲルを強化します。 ヒドロゲルは、それ自体で柔らかくて柔らかいです。 卵殻はそれらを強化するのに役立ちます。 この材料は、骨芽細胞または骨細胞の3D足場として機能します。
Gulden Camci-Unal、右、博士課程の学生Xinchen Wu（UML） 卵殻を使用することは、そのシンプルさで魅力的でした、とCamci-Unalは言います。 ラボで設計する必要があるのは合成的なものではありません。 すぐに利用できます。 また、通常は無駄になります。
「ここでは、環境と生物医学の両方に利益をもたらすことができる、よりシンプルなアプローチを試みています」と彼女は言います。
Camci-Unalのチームは、研究室の資料で成功しました。 動物や人間でまだテストされていません。 次のステップは、医師を調査して患者のニーズを理解することです。 チームは、材料の特許を申請し、それがどのように機能するかをよりよく理解するためにマイクロおよびナノスケールでさらにテストを行うことにより、研究を続けています。
「私たちは、素材が人間に役立つようにするために、どのような特性を改善する必要があるかを基本的に理解しようとしています」とCamci-Unal氏は言います。
オンタリオ州クイーンズ大学の生物医学工学の教授であるブライアン・アムスデンは、研究者がさまざまな材料を使用して合成骨を作ろうと試みたが、卵殻は作らないと見たと言います。 硫酸カルシウム、ウシコラーゲン、サンゴなどに基づいた合成移植片が多くあります。
「これは特にその点で革新的です」と彼は言い、卵殻は安価で容易に入手可能であり、非生物材料よりも人間の骨組成を模倣するのに役立つ可能性があると付け加えました。
アムスデンは、合成骨移植材料が非常に必要であると言います。 死体の骨は見つけるのが難しい場合があり、患者自身の骨を侵襲的な手術で採取する必要があります。 「2つの領域を修復する必要があるので、1つの領域が損傷しました」と彼は付け加えます。 現在入手可能な合成繊維は、特に曲げたり回転したりする場合、本物の骨よりも弱い傾向があります。
Camci-Unalは、いつの日か材料が患者自身の細胞と混合され、3D構造に適用されて正しい形状とサイズのインプラントに成長することを望んでいます。 インプラントにはすでに患者の細胞が含まれているため、拒絶される可能性は低くなります。 インプラントは、自動車事故、戦闘、老化、癌、その他の外傷や先天異常により損傷した骨を修復する可能性があります。 この材料は、新しい腱、軟骨、歯の成長にも使用できる可能性があります。
成功すれば、本発明は確かに「卵殻の上を歩く」という用語に新しい意味を与えます。
