研究表明,微小的纤维组织内根据地区影响行为

fibro-cartilaginous组织的损伤和退化,如膝盖半月板和椎间盘,产生重大的社会经济和生活质量成本。但有效的治疗策略,以解决病态的发展在这些承载组织受到缺乏了解的他们的结构和功能之间的关系。

现在,一组研究人员来自特拉华大学和宾夕法尼亚大学已经做了新的阐述这个问题,等受伤的更好的治疗奠定了基础半月板撕裂以及新的治疗骨关节炎和老年性变性。

一篇论文中报道了他们的研究成果,“微观结构异质性指导微观力学和力学生物学在本机和工程纤维软骨,“在线发表自然材料在1月4日。

黎明艾略特,教授和UD生物医学工程学系主席解释说fibro-cartilaginous组织主要是由长,对齐纤维,赋予的强度和刚度。然而,事实证明,他们也有小根据区域,称为microdomains,从纤维领域的行为也不同。

当我们看到这些microdomains“我们的第一个问题是“他们是正常的,还是与病理学相关?”艾略特说道。

在她的实验室研究牛和捐献人体组织表明,microdomains在场开始在胎儿阶段,但随着年龄的增长更大,伤害和疾病,这表明增加microdomain大小与功能丧失。

所以她和她的团队开始看系统的力学,他们发现,而对齐纤维状组织非常有弹性,表现得像一个橡皮筋拉伸时,microdomains没有伸展。

“这告诉我们,他们没有收到相同的机械信号一致的组织,”艾略特说道。

然后她转向兰德尔•邓肯UD的生物科学系的教授帮助解决细胞信号的问题。邓肯,研究小组发现,细胞microdomains证明非常高的钙信号,而钙信号开关机械负荷在纤维区域。

“这告诉我们,在这两个区域细胞表现非常不同组织拉伸时,这是发展的关键信息疗法治疗疾病,”艾略特说道。

进一步的研究需要一个模型系统的控制变量的能力比原生组织。这个系统是由艾略特的长期合作者和首席调查员的美国国立卫生研究院拨款资助这个研究,罗伯特·莫克矫形外科和生物工程副教授在佩雷尔曼医学院的宾夕法尼亚大学。

莫克和他的团队创造了一个平台来研究microdomain效应在正常和病理条件下,使研究人员能够调查物理结构,机械负荷和实际和工程条件下细胞信号传导等。

“这个组织工程平台将促进研究力学生物学的发展,自我平衡的,退化和再生纤维组织,治疗策略的发展铺平了道路,可以阻止或逆转的恶化组织退化,”艾略特说道。