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得益于技术创新，骨植入领域取得了令人难以置信的进步，使移植物更坚固、更容易安装。然而，即使取得了这些进步，此类程序仍然存在风险。例如，手术后植入物可能会松动，这可能会导致昂贵的手术修复，从而延长患者的康复过程。

西北工程高级再生工程中心 (CARE) 和物理基因组学与工程中心 (CPGE) 的跨学科团队在《自然生物医学工程》上发表的新研究可以减少这些痛苦且昂贵的并发症的可能性。

研究人员将物理科学、生物学、外科和工程学融合在一起，引入了表面形貌诱导染色质工程的概念。该团队与芝加哥大学的 Russell R. Reid 医学博士、哲学博士和 Tong-Chuan He 医学博士、哲学博士合作，解释了如何以及为何使用表面来改变图案，并验证了该方法体内。

这些发现可能会为生物医学公司带来新的设计策略，以提高肌肉骨骼手术医疗设备的性能。

麦考密克工程学院生物医学工程 Daniel Hale Williams 教授 Guillermo Ameer 博士表示：“我们有可能设计出能够显着促进与周围骨骼更好整合的植入物表面，例如组织固定装置以及髋关节或膝关节植入物。”范伯格医学院外科学教授。

“通过在植入物的整个表面区域实施这些工程拓扑，这也可能用于开发下一代生物可吸收支架，更好地支持新骨形成。”

Ameer 和 Vadim Backman 博士(麦考密克工程学院生物医学工程萨克斯家族教授以及范伯格医学院生物化学和分子遗传学和医学教授)是该论文的共同通讯作者。Ameer 和 Backman 分别是 CARE 和 CPGE 的董事。CARE 博士后王新龙博士和 CPGE 博士生 Vasundhara Agrawal 为共同第一作者。

从实验室实验中得知，具有工程拓扑的植入物表面可以促进骨髓干细胞分化为骨形成细胞。研究小组证明，使用具有微柱形貌的植入物可改善体内骨形成，微柱形貌可诱导细胞核变形并促进骨髓干细胞分化为骨形成细胞。