香港城市大学研关节修复材料,升空做实验

2023-05-22 14:04

太空人在任务期间发生事故,或须中断任务,送返地球接受手术。城市大学研发全球首创的新型关节软骨修复材料,早前经“天舟六号”货运飞船搭载升空,将在中国太空站进行实验,了解材料结构和性能在太空环境的转变,经改良后有望应用于“太空手术”。负责项目的学者王东安指,期望新技术能满足“太空时代”的医疗需求。

城大与内地航天科研机构合作,让全球首个以二型胶原蛋白为主的关节软骨修复材料“脱细胞组织工程透明质软骨植入物”,由“天舟六号”货运飞船搭载升空,了解其结构及性能在特殊环境下的变化,在6至8个月后返回地球,再进行为期半年的动物实验,测试材料能否成功诱导迁移和黏附软骨细胞。

应对太空时代医疗需求

关节炎是常见的慢性疾病,惟在太空做手术困难重重,太空人在任务期间患病便难以接受治疗。负责项目的城大生物医学工程学系署理系主任王东安称,太空的微重力增加手术风险,宇宙射线亦影响材料性能,“宇宙射线可能会把二型胶原蛋白‘切’得很碎,变成水解产物后或不能用作治疗。”返航后,团队拟将材料植入患关节炎的大鼠身上,如修复成效显著,有望在太空上为太空人进行关节修复手术。

人体软骨组织没有血管及神经,一旦受损便无法自行再生,须通过手术矫正或植入治疗。团队先利用与人体细胞相似的猪只软骨细胞,通过三维细胞培养,生长出二型胶原蛋白,能与人体关节原生的透明质软骨表型契合,脱去所有动物细胞成分后植入人体,诱导受损区域周遭的健康细胞转移并“落地生根”,发挥修复作用,由研制到可供植入需时约两个月。

目前被认为最有效的治疗方法,是关节置换手术和脊柱椎间融合术,但术后容易复发,且牺牲病人大量原生组织,引发神经受损、长期疼痛等副作用。王东安解释,现时主要运用异型胶原蛋白进行治疗,导致软骨组织的表层在半年至一年内纤维化,再次失去弹性及强度,“材料使用的二型胶原没有杂质,耐磨耐压且持久力强,在理论和动物实验上,都比现有技术优越很多。”

团队去年起在内地3所三级甲等医院展开科研临研究,了解基本疗效,至今约有20名40岁以上、患有磨损性或创伤性关节炎的病人接受治疗。王东安指,计画年底至明年初开展约两年的注册临床研究,取得内地的第三类植入型医疗器械准证后,将在港申请临使用。

有助激发学生科研兴趣

王东安认为全球步入“太空时代”,太空实验为科研理论带来新突破,“把数据拿到课堂和学生分享,肯定能激发他们对科研的兴趣。”他亦展望太空旅行是未来一大趋势,太空医疗属不可或缺的研究。

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