在过去的 30 年中，科学界一直致力于开发一种合成替代骨移植物，用于修复患病或受损的骨骼。麦吉尔大学的研究人员使用萨斯喀彻温大学的加拿大光源 (CLS) 推进了一种生长合成骨组织的新方法。

快速发展的骨组织工程领域专注于在实验室中在称为支架的材料上培养骨细胞，然后将这些结构转移到人体中以修复骨损伤。就像它所模拟的骨骼一样，支架需要一个由大小孔隙组成的相互连接的网络，以允许细胞和营养物质扩散并帮助生成新的骨组织。

麦吉尔团队的有希望的过程是通过修改一种称为氧化石墨烯的材料的内部结构来使其更有利于骨组织的再生。

氧化石墨烯是一种超薄、超强的化合物，越来越多地用于电子、光学、化学、能量存储和生物学。它的独特特性之一是，当将干细胞置于其上时，它们往往会转化为称为成骨细胞的骨生成细胞。

由麦吉尔矿业和材料工程、电气工程和牙科系的研究人员组成的多学科小组发现，在氧化石墨烯中加入油和水的乳液，然后在两种不同的温度下冷冻，会产生两种不同大小的孔隙。材料。

Marta Cerruti 教授说，当他们用来自小鼠骨髓的干细胞“播种”现在多孔的支架时，细胞增殖并在孔隙网络内扩散，这是新方法最终可用于再生人类骨组织的一个有希望的迹象.

“我们证明了支架是完全生物相容的，当你把它们放进去时，细胞会很高兴，而且它们能够穿透支架并在整个支架上定殖，”她说。

研究人员使用 CLS 的 BMIT-BM 光束线来可视化支架内不同大小的孔以及细胞的生长和扩散。首席研究员陈一文，博士。在 Cerruti 手下工作的学生说，如果没有同步加速器，他们的工作就不可能完成，因为氧化石墨烯的低密度意味着它只吸收非常少量的光。

“据我们所知，这是人们第一次使用同步加速器光来观察氧化石墨烯支架的结构，”陈说。

虽然这种新方法的广泛临床应用可能还需要很多年，但 Cerruti 认为他们的工作可以让其他研究人员更多地了解干细胞如何转变为骨细胞。

“也许这将导致我们更好地理解骨骼的生物学，否则我们将无法理解，”她说。“也许在短期内，我们可以使用实验室中的方法来更好地了解骨骼，并可能开发出新药。”

该研究发表在《碳》杂志上。