石墨烯泡沫将会缓解关节炎疼痛，不再需要全关节置换

博伊西州立大学的研究人员表示，石墨烯与干细胞生物的结合可能将来会出现针对骨关节炎的新疗法。影响全球数百万人的骨关节炎是最常患的关节炎。它是致残的第11大主要原因，影响了50％65岁以上的美国人口。虽然一些治疗方法可以缓解症状，但科学家却无法治愈这种疾病。全关节置换是一种常见的解决方案。但博伊西州的一项新研究旨在证明应用石墨烯可以提供更好的治疗选择。

由Katie Yocham和Dave Estrada领导的团队发表了一项名为“具有机械性能的石墨烯泡沫复合组织材料”的新研究。该研究写在了高级工程材料期刊的封面上，是第一个有关压缩机械的研究，具有软组织复合材料的性能石墨烯泡沫。以前的研究表明，石墨烯泡沫与软骨组织工程的软骨细胞系相容。这是第一项关注工程组织的粘弹性行为以测试生长软骨功能的研究。

“2D石墨烯具有比任何其他材料中都要高的弹性模量之一，石墨烯泡沫表现出较好的阻尼能力。当我们探索组织工程时，由于在关节中发现的关节软骨必须消除高冲击力，因此，这些性质非常重要。“该论文的主要作者兼材料科学与工程学院的博士生Yocham说。

“Katie在该项目上的巨大努力为生物医学界带来了对石墨烯泡沫细胞整体机械性能的详细描述。这种基线理论是石墨烯泡沫用于生物医学应用的重要一步”该研究的作者兼博伊西州立大学机械与生物医学工程系副教授Trevor Lujan说。

“生物学和石墨烯可结合成可穿戴的生物传感器，创新出与大脑接合的植入式电子设备以及组织工程，”美光材料科学与工程学院助理教授兼该研究的相应作者Estrada说。

“在组织工程中，石墨烯代表了一种具有结构特性处理相关性，可用于设计生物支架的独特的材料，通过电气与机械方式粘附在干细胞进行通信，从而推动它们在各种途径中的差异化。”

使用石墨烯还可以驱动产生粘附在干细胞上的细胞外基质，其由结缔组织和身体器官内的细胞分泌的生物分子组成。细胞与细胞外基质的相互作用是美国国立卫生研究院卓越生物医学研究中心的重点研究对象，该研究中心通过在博伊西州立大学建立基质生物医学卓越研究中心来支持这项研究。

“了解石墨烯支架如何用于支持细胞分化和直接产生特定工程化组织包括组织特异性细胞外基质的合成。博伊西州NIH基质生物学中心致力于了解促进在组成和分子组织中形成真正细胞外基质的因素，“生物学教授和中心指导Julie Oxford说。

埃斯特拉达的团队此前曾证明石墨烯泡沫上肌肉组织的生长。

埃斯特拉达表示，石墨烯的生物医学用途具有其他潜在的广泛优势，包括军事人员面临的健康风险和伤害。在战斗中受伤大部分都会影响肌肉骨骼系统。

“我们的团队正在努力开发用于国防应用的全方位的石墨烯属性，包括组织工程和再生，”埃斯特拉达说。“我们的愿景是开发新型生物支架，可以加速愈合，减少截肢，来拯救生命。”

该研究主要由博伊西州立大学高级纳米材料与制造实验室的联合主任Estrada以及电气与计算机工程学院助理教授Harish Subbaraman博士负责。该实验室的研究人员还在开发适用于核工业等恶劣环境以及除战斗外的太空探索的传感器。

文章来源于rdmag网站，原文题目：Graphene Foam Could One Day Ease Osteoarthritis Joint Pain and Prevent the Need for Joint Replacement，由材料科技在线汇总整理。