據物理學家組織網5月7日（北京時間）報道，美國科學家在今天的《美國國家科學院院刊》上報告稱，他們用人體皮膚細胞制造出了性能穩定的骨頭替代品，這使得為骨損傷患者按需制造出個性化且不會發生排斥反應的三維骨移植物成為可能。
紐約干細胞基金會（NYSCF）研究所的達瑞嘉·馬拉爾特和朱塞佩·瑪麗亞·德·佩波領導的研究團隊使用人體皮膚細胞，并借用“重新編程”技術，讓成人細胞重新回到類似胚胎的狀態，得到的誘導多能干細胞（iPS）攜帶有與患者一樣的遺傳信息，而且，它們能變成身體內的任何細胞。隨后，科學家們引導這些iPS細胞變為成骨前體細胞，并將其種在一個支架上以形成三維骨頭。接著，他們將整個架構放在生物反應器內。生物反應器可為細胞提供營養物、移除廢物并刺激細胞的生長發育。
以前的研究已經證明，也可以用其他細胞制造出成骨細胞，但這樣獲得的成骨細胞在臨床安全性方面一直飽受質疑。患者自己的骨髓干細胞能形成骨頭和軟骨組織，但無法形成基礎的脈管系統和神經間隔。另外，由胚胎干細胞制造的骨頭可能產生免疫排斥反應，最終，NYSCF的科學家們選擇用iPS來克服這些問題。
盡管嚴重程度不一樣，但目前醫生們都采用骨移植來治療骨缺損，骨移植物要么源于患者身體的其他部位，要么源于捐贈者或使用人工合成物。這些骨移植物都不能進行復雜的重建，也有可能引發免疫排斥反應及無法同周圍的連接組織整合。
NYSCF的研究團隊將新制造出的骨頭代替物移植到免疫系統受損老鼠的皮膚下，12周后，沒有惡性腫瘤出現，骨組織也完全發育成熟，與此同時，血管細胞開始與移植物整合。他們表示，分化的iPS細胞移植入體內后可能會形成畸胎瘤（一種腫瘤），但新方法得到的骨替代物沒有出現這一問題，這些結果表明，這些骨替代物的性能非常穩定。
研究人員表示，他們接下來將監測血管在骨頭內的生長情況，以為人體臨床研究做更詳細地準備。這些骨替代物除了在治療領域具有重要的應用潛力，還可用來做骨發育實驗和其他病理學實驗的模型，分析結果有望豐富我們對骨損傷的理解并找到更有潛力的藥物。