今天的钛关节置换可以很好地工作10至15年，但是，对病人和外科医生们来说，在它们过期之后换上新的装置是一个项挑战。哥伦比亚大学的一个研究小组提出了解决这一问题的办法：通过植入一个支架，鼓励患者自身的干细胞再生关节。

　　研究人员们证明，该技术——注入了一种生长因子蛋白的关节形状型支架注入一种生长因子蛋白——在兔子身上作用良好。在植入大约一个月后，动物开始重新使用他们受伤的前肢，两个月时，动物活动几乎可以和同龄的健康家兔一样好了。这项研究首次证明，一个完整的关节可以在使用中被修复。

　　“他们不是在培养皿中完成这一切的，而是用机体的潜力作为生物反应器，”邦德大学外科教授帕特里克•沃纳克（Patrick H. Warnke）说，沃纳克在《柳叶刀》杂志上为哥伦比亚大学的研究写了评论。骨骼与现有的植体钛之间的连接随着时间的推移而磨损，而这种替代疗法的希望是，由干细胞形成的新骨组织将建造一个更自然更持久的连接，而且支架本身会随着时间的推移而融解。

　　这种方法目前只在兔子身上测试过，要想在人身上使用还有很长的路要走，该论文的资深作者杰若米•毛（Jeremy J. Mao）和一些没有参与这项研究的科学家都这样认为。目前仍不清楚这种方法在人体大小的关节、或者在与人类大小类似相近的动物关节上作用如何，因为人类的关节需要承受更大的压力。

　　在这项研究中，研究人员们首次将损坏的前肢关节成像，然后创建一个它的三维图像，哥伦比亚大学医学中心生物医学工程教授杰若米•毛解释到。他们用一台生物打印机“打印出”一张精准的三维关节图片，用极小的互相连接到的微通道将其交叉覆盖，作为新骨骼和软骨的生长支架。这种手术性植入与人体上已经应用的插入钛植入物是一样的，毛说。

　　由于添加了生长因子蛋白质，家兔子自身的干细胞自然地迁移到支架上，并再生软骨和它下面的骨头。

　　使用实验的成功是有点让人吃惊。“我根本不会想到在一个正常的负重关节上，当关节仍在承重是，你可以（更换新形成）的关节软骨，”辉瑞药业组织修复的首席科学官霍华德•席贺曼（Howard Seeherman）说，他以为，当关节开始承重时，软骨就会开始磨损了。

　　这项研究反映了组织工程的新趋势。“人们开始认为，如果你简单地在体内建立一个微环境，先天细胞可以借此微环境制造组织，”哈佛医学院和布里格姆妇女医院的助理教授阿里•查得霍塞尼（Ali Khademhosseini）说。这种方法有几个优点，他说，在培养皿中，凭借人体使用的化学信号在不同组织中制造多种不同的细胞类型，是不可能的；而且，植入支架比植入整个组织更容易获得监管机构的批准。