科學家發現，羊毛可以為修復受損骨骼提供一種有效且永續的新選擇。
該研究聚焦於角蛋白，這是一種可以從羊毛中提取的天然結構蛋白。在活體動物實驗中，這種材料支持了骨骼再生，並產生了比目前黃金標準材料形成的新組織更接近健康天然骨骼的組織。
倫敦國王學院的研究人員在動物模型中測試了這種羊毛基角蛋白，發現它可以幫助引導新骨骼生長，跨越受損區域。
「我們非常興奮能首次展示一種羊毛基材料如何在活體動物身上成功測試，以修復骨骼，」倫敦國王學院牙科、口腔及顱顏科學院的 Sherif Elsharkawy 博士說。
羊毛為骨骼修復提供永續來源
除了潛在的醫療益處外，羊毛還能提供重要的永續性優勢。它是一種天然來源的材料，經常被農業產業視為廢棄物，因此具有成為可再生且可擴展資源的潛力。
數十年來，膠原蛋白一直是許多再生醫學和牙科應用的黃金標準支架。這些支架在癒合過程中充當保護屏障，防止軟組織干擾受損區域，同時為新骨骼生長提供空間。
然而，膠原蛋白有幾個缺點。這種材料相對脆弱，且可能過快降解，這可能會限制其在需要承受重量或抵抗力的骨骼修復中的用途。提取膠原蛋白也可能複雜且昂貴。
「從研究角度來看，這是一個重要的里程碑。它將角蛋白定位為一類潛在的新型再生生物材料，可能會挑戰長期以來對膠原蛋白的依賴，」Sherif Elsharkawy 博士說。
測試羊毛角蛋白作為骨骼支架
為了研究角蛋白是否能克服這些限制，研究人員從羊毛中提取角蛋白製成薄膜。他們對材料進行化學處理，製成旨在保持穩定耐用的支架。
這些薄膜首先在實驗室中與人骨細胞進行測試。細胞在材料上生長良好，並顯示出與健康骨骼形成相關的清晰跡象。
隨後，研究人員進行了動物實驗。他們將角蛋白薄膜植入具有顱骨缺損的大鼠體內，這些缺損足夠大，通常無法自行癒合。在接下來的幾週裡，研究團隊追蹤了這些薄膜在支持新骨骼生長跨越受損區域方面的有效性。
角蛋白產生了更有組織的天然骨骼
結果揭示了角蛋白與膠原蛋白之間的一個重要差異。膠原蛋白薄膜產生了總體上更多的骨骼，但使用角蛋白支架形成的骨骼更有組織且結構更牢固。其纖維也排列得更好，使新組織更接近天然健康骨骼。
在癒合過程中，角蛋白薄膜也保持穩定，並與周圍組織順暢整合。如果該材料最終要考慮用於實際醫療應用，這兩個特性都很重要。
「我們在動物模型中有效地證明了這項技術，這使得它遠不止是一個早期的材料概念。它表明角蛋白可以在活體生物系統中支持骨骼再生，使該技術顯著更接近於用於真實患者，」Elsharkawy 博士總結道。