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研究人員表示，他們可能很快就能借助奈米管修復受損和磨損的軟骨。目前，患者必須接受手術來修復有缺陷的軟骨（通常在關節處骨骼末端起到緩衝作用的結締組織，以防止骨骼相互摩擦）。但科學家表示，他們可能有一天能夠將微小的碳奈米管插入受損的關節（例如膝蓋），以促進新的、更強壯的軟骨細胞在受損或變薄的軟骨細胞位置生長。
研究人員在《生物醫學材料研究雜誌A部分》上報告稱，他們在實驗室中成功地在碳奈米管周圍培養了軟骨，並樂觀地認為有一天他們將能夠在人體內複製這一壯舉。他們可能會在九月份更進一步，屆時他們計劃將碳奈米管植入綿羊關節中，以便首次在實驗室外測試他們的技術。
托馬斯·韋伯斯特和布朗大學研究員姜東宇，以及貝克頓、迪金森公司（一家位於新澤西州富蘭克林湖的醫療技術公司）的研究科學家格蕾絲·帕克（也是韋伯斯特的前博士生）表示，他們透過將軟骨細胞（形成軟骨的細胞）和碳奈米管一起放置在聚碳酸酯聚氨酯表面上來培養軟骨細胞。正如預期的那樣，軟骨細胞在奈米管周圍生長，奈米管非常堅固，科學家現在用它們來增強塑膠。研究人員表示，他們透過向奈米管傳送電湧來加速新細胞的產生，奈米管也是優良的導電體。
科學家設想透過小切口（例如在膝蓋中）植入奈米管，患者自身的軟骨細胞將在其上定植。韋伯斯特說，好處是軟骨的生長速度會更快，強度也會更高，而不是在沒有奈米管支撐的情況下——類似於使用鋼筋來加固水泥或混凝土的方式。他指出，奈米管會很好地粘附在現有的軟骨上。“患者將比[如果他們使用沒有奈米管的軟骨]更快地恢復到他們可能已經很久沒有過的積極生活方式，”他說。
骨科醫生讚揚了韋伯斯特的研究，但表示現在判斷他的方法是否會成功還為時過早。匹茲堡大學醫學院及其醫療中心骨科主任傅弗雷迪說，雖然創造更強壯、粘附性更好的軟骨的想法聽起來不錯，但在關節內放置碳奈米管等永久性顆粒可能會引入其他問題。他主要擔心的是：碳奈米管可能與關節中現有的軟骨組織不具有生物相容性。
“理想情況下，支架的結構應模仿要修復的天然組織的結構，”該部門的博士後研究員沈偉說。
幾十年來，科學家們一直在尋找無需傳統手術即可修復軟骨的方法，傳統手術通常涉及透過關節切口去除受損軟骨，同時儘可能保留健康的組織。2002年的一項突破是開發出由合成材料（如聚羥乙基甲基丙烯酸酯）製成的凝膠，這種凝膠可以注射到關節中，在那裡凝固併成為具有與軟骨相同吸震功能的墊子。問題是，韋伯斯特說，凝膠墊並不總是能很好地粘附在關節中剩餘的軟骨上，這意味著許多患者需要後續注射。傅弗雷迪說，另一個擔憂是，即使凝膠粘住了，它也可能不會持續很長時間。
麻省理工學院、哈佛醫學院和科羅拉多大學博爾德分校的研究人員目前正在嘗試開發一種凝膠，他們可以將患者自身的軟骨細胞放入其中，一旦溶液被注射到目標關節，軟骨細胞就會繁殖。然而，這種方法不使用碳奈米管，韋伯斯特認為碳奈米管將提供更持久的修復。
韋伯斯特自1998年以來一直在研究在奈米材料周圍生長組織的可能性，當時他是紐約州特洛伊市倫斯勒理工學院的研究生。“奈米級材料正在增加所有這些組織型別的生長，”他說。“關鍵是讓奈米材料模仿天然組織的粗糙度，這會產生更多的表面能，並允許吸收對組織功能重要的蛋白質。”
自韋伯斯特最初的體外骨組織生長實驗以來，他已經取得了長足的進步。在過去的十年中，他在他的研究領域中增加了膀胱、軟骨、中樞神經系統和血管組織的生長。每種情況下的原理都是相同的：與光滑的骨骼或磨損的軟骨相比，生長中的細胞更可能粘附在粗糙的奈米管表面上並在其上茁壯成長。他現在正與布朗大學的26名生物醫學和組織工程研究人員組成的團隊合作，並獲得了國家科學技術委員會聯邦國家奈米技術計劃的50萬美元撥款，以瞭解他能將自己的想法推進到什麼程度。
匹茲堡大學醫學中心軟骨修復專案主任、專門從事軟骨再生和骨關節炎的骨科醫生康斯坦茨·朱說：“在支架中使用奈米技術來輔助軟骨再生是新穎的，如果它最終能夠改善再生軟骨的功能特性，那將引起極大的興趣。”