به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از فیز، در بیشتر استخوان های شکسته، هنگامیکه بیمار عضو آسیب دیده را گچ گرفته تا آن را ثابت نگه دارد، سلول های استخوان به طور خودجوش رشد می کنند اما در شکستگی های سخت و شدید، جراحان احتمالا با قراردادن پیوند یا داربست هایی که از مواد زیست تجزیه پذیر ساخته شده اند یا استفاده از قطعات فلزی، ترمیم استخوان فرد را تضمین می کنند.

گروهی از محققان دانشگاه پنسیلوانیا با همکاری جراحان ارتوپد، ابزار CitraBoneQMg را ابداع کرده اند که یک داربست زیست تجزیه پذیر برای پشتیبانی از رشد دوباره استخوان است. این داربست از ترکیب منیزیم و گلوتامین با اسید سیتریک ساخته شده است.

هوی شو یکی از مولفان این پژوهش می گوید: ما با یکپارچه سازی منیزیم و گلوتامین که دو مولکول کوچک هستند و به طور طبیعی در بدن و مواد غذایی یافت می شوند همراه اسید سیتریک، متوجه شدیم این مولکول‌ها با همکاری یکدیگر رشد استخوان را از طریق تحریک افزایش متابولیسم انرژی درون سلولی تقویت می‌کنند.

پژوهشگران متوجه شدند افزودن منیزیم و گلوتامین به یک ایمپلنت معمولی مبتنی بر اسید سیتریک که تاییدیه سازمان غذا و دارو آمریکا را دارد و در بازار موجود است، انرژی داخل سلولی را بیشتر و به تنظیم AMPK و mTORC، دو مسیر انرژی مهم برای رشد استخوان کمک می کند. این مسیرها مانند سیستم های کنترل درون سلولی عمل و مصرف سوخت را چنان تنظیم می کنند که سلول ها انرژی کافی برای ساخت استخوان های جدید داشته باشند.

شو در این باره می گوید: این مولکول ها به طور همزمان دو مسیر انرژی را تنظیم می کنند که بسیار متفاوت تر از فرایندی است که در واقعیت رخ می دهد. معمولاً آنها مانند یک الاکلنگ عمل می‌کنند؛ وقتی یکی سرعت می‌گیرد، دیگری کند می‌شود. داربست دراصل یک سلول استخوان را تقویت می کند. هر دو ماده مغذی در یک رابطه هم‌افزایشی با اسید سیتریک عمل می‌کنند و به سلول‌های بنیادی انرژی بیشتری می دهند تا آنها رشد کنند و به شکل سلول‌های استخوانی تمایز یابند. همین امر به بازسازی بهتر استخوان منجر می‌شود.

محققان برای تست CitraBoneQMg، داربست آزمایشی را در یک نقص جمجمه‌ای در موش‌ها کاشتند و رشد استخوان حاصل را با موش‌هایی که ایمپلنت مبتنی بر اسید سیتریک تنها و همچنین موش‌هایی که ایمپلنت با ماده استخوانی سنتی داشتند را مقایسه کردند.

آنها متوجه شدند پس از ۱۲ هفته، CitraBoneQMg رشد استخوان اطراف آسیب جمجمه را به میزان ۵۶٪ نسبت به حیواناتی که داربست فقط بر پایه اسید سیتریک داشتند و ۱۸۵٪ نسبت به حیواناتی که ایمپلنت ماده استخوانی سنتی دریافت کرده بودند، افزایش داده است.