RCSI 醫學與健康科學大學以及先進材料和生物工程研究中心 (AMBER) 的研究人員開發了一種新型外科植入物，有可能改變復雜骨感染的治療方法。當植入受傷或感染的骨骼時，該材料不僅可以加速骨骼愈合，還可以降低感染的風險，而不需要傳統的抗生素。

這篇新發表在《Advanced Materials》雜志上的論文解決了骨感染或骨髓炎這一復雜的臨床問題，這種疾病每年影響美國約 5,000 人中的一人。

當骨頭受到感染時，首要任務是盡快治愈。標準的臨床治療，包括幾周的抗生素治療以及通常去除受感染的骨組織部分，可能會很緩慢。大約一半的骨感染是由耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)引起的，而耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)對抗生素具有抗藥性，而長期的抗生素治療會增加感染對我們現有的治療產生耐藥性的風險，從而使感染更難控制。

為了幫助患者康復，RCSI 的研究人員用與我們的骨骼相似的物質創造了一種材料。這種材料的支架狀結構意味著當它被植入受傷或患病的骨頭上時，它會促進骨頭再生。

在這種情況下，RCSI 研究人員在支架中注入了微小的銅納米顆粒，眾所周知，這種納米顆粒可以殺死引起大多數骨感染的細菌。此外，他們還將一種特定的遺傳分子(microRNA-138的抑制劑)整合到支架中，以刺激植入材料的部位形成新骨。

在這項研究中，研究人員描述了臨床前實驗室測試如何顯示植入的銅納米顆粒和 microRNA 支架可以在兩周內刺激骨骼再生，并且支架可以阻止 80% 的潛在有害細菌附著在該部位。

他們還發現，植入物刺激了支架上細胞的良好血液供應，這對于新形成的骨骼的健康和活力至關重要。

“總的來說，我們結合了抗菌植入物和基因療法的力量，形成了一個修復骨骼和預防感染的整體系統，”該研究的第一作者、RCSI 組織工程的 Marie Sk?odowska-Curie 博士后研究員 Joanna Sadowska 博士說研究小組(TERG)。

“這在治療復雜骨損傷方面向前邁出了重要一步，我們在臨床前研究中看到的時間尺度表明，我們的方法可能會徹底改變未來患者的治療時間。”

RCSI 生物工程和再生醫學教授、論文首席研究員兼 TERG 負責人 Fergal O'Brien 教授看到了植入物的許多潛在好處。

他說：“這種植入物可以直接向受感染的骨骼提供抗菌治療，因此它可以成為一種局部的、有針對性的方法，而不是讓身體的更多部位長期暴露在抗生素下。”

“此外，我們的植入物含有銅顆粒，可以阻止細菌在該部位建立感染，同時刺激骨骼中的血管形成。植入物的性質還意味著，當骨頭愈合時，身體可以自然分解材料，因此無需通過手術將其移除。”

SFI 先進材料和生物工程研究中心 AMBER 副主任 O'Brien 教授認為，植入物是未來定向輸送的重要步驟模式，可以更精確、更有效地治療受傷和患病的骨骼。

他說：“這是首個同類植入物，它集成了不同的解決方案，以鼓勵骨骼再生和解決感染問題，這項新研究是將其帶給患者更快、更有效的治療的重要一步。”

今年早些時候，在德克薩斯州達拉斯舉行的骨科研究協會年會上，這項研究的新穎性得到了認可，薩多斯卡博士因杰出科學論文而被授予新研究者表彰獎。這是針對肌肉骨骼領域早期職業研究人員最負盛名的全球國際骨科獎項之一。

RCSI 研究人員與都柏林三一學院和德國埃爾蘭根-紐倫堡弗里德里希-亞歷山大大學的同事合作進行了這項研究。該研究得到了 EU Horizo??n 2020、歐洲研究理事會、SFI 美國-愛爾蘭研究與發展伙伴關系以及瑞士 ON 基金會的資助。