骨缺損主要包括骨缺損和缺損修復兩大部分。骨缺損是臨床治療上的常見病，也是擅長骨科治療豐富的難題之一，目前治療骨缺損的方法有自體骨和異體骨移植。
每年在世界各地進行超過 200 萬次骨移植，這些骨移植常常是由于交通事故，戰爭或腫瘤移除而導致的嚴重的骨損傷。
這種損傷可能使得受損骨組織間的間隙太大，以至于不能橋接。移植需要將患者或捐贈者骨骼的組織植入間隙。
骨損傷移植療法遇瓶頸
“我們已經開始進入骨科革命。”外科病區骨再生與干細胞治療計劃及 Cedars-Sinai 再生醫學研究所聯合主任 Dan Gazit 說。“我們通過結合工程與生物學方法，去推進再生工程，我們認為這將會是醫學的未來。”
作為研究的首席研究員和共同資深作者，Gazit 說：“不幸的是，骨移植有缺點。“因為它很難滿足骨骼修復的高需求。”
一個問題是，足夠的健康骨骼并不總是可用于修理。通常從骨盆去除骨塊并進行植入的手術可導致長時間的疼痛，并且價格昂貴且住院治療周期長。此外，來自捐贈者的移植物可能不能完全地整合或生長，從而導致修復失敗。
干細胞技術有效替代傳統骨移植
幸運的是，由 Cedars-Sinai 開發的新技術可以為骨移植提供非常有效的替代方法。
在他們的實驗中，研究人員構建了一個膠原蛋白基質，一種身體用于構建骨骼的蛋白質，并將其植入實驗動物破損的骨的間隙。該基質在兩周的時間內將損傷的骨組織自身的干細胞街道吸引骨損傷間隙。為了啟動骨修復過程，該團隊使用細胞的超聲脈沖和微泡直接促進骨誘導基因遞送到干細胞中。
干細胞是一類具有自我復制能力的多潛能細胞。在一定條件下，它可以分化成多種功能細胞。根據干細胞所處的發育階段分為胚胎干細胞和成體干細胞。根據干細胞的發育潛能分為三類：全能干細胞、多能干細胞和單能干細胞（專能干細胞）。干細胞是一種未充分分化，尚不成熟的細胞，具有再生各種組織器官和人體的潛在功能，醫學界稱為“萬用細胞”。
手術后 8 周，損傷的骨間隙，并在接受治療的所有實驗動物全部被治愈。研究表明，新生的骨骼與手術骨移植物一樣強壯，Cedars-Sinai 手術助理教授 Gadi Pelled 博士說。
“這項研究是第一個證明超聲介導的基因遞送到動物本身的干細胞可以有效地用于治療不愈合性的骨損傷。“它解決了一個主要的骨科難題，并為臨床轉移提供了新的可能性。”
