Υπάρχουν διάφορες προσεγγίσεις για τη θεραπεία των βλαβών στα οστά που οφείλονται σε τραύματα, ασθένειες ή κατάγματα. Υλικό για αντικατάσταση του οστού μπορεί να προέλθει από το σώμα του ίδιου του ασθενή, από ιστό δωρητή ή από συνθετικό ή φυσικό υλικό.
Παρ’ όλα αυτά, όλες αυτές οι μέθοδοι έχουν περιορισμούς. Για παράδειγμα, τα σύγχρονα βιοκεραμικά όπως ο υδροξυαπατίτης, που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή καλουπιών για επιδιόρθωση των οστών έχουν την τάση να είναι αδύναμα και να σπάνε εύκολα σε μικρά κομμάτια. Τα κομμάτια αυτά, όταν μετακινηθούν σε παρακείμενους ιστούς, μπορεί να προκαλέσουν φλεγμονή.
Πρόσφατες μελέτες έδειξαν ότι βιολογικά υλικά, όπως τα αγκάθια των αχινών, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως καλούπια για οστά λόγω της πορώδους τους σύστασης και της αντοχής τους. Μία ερευνητική ομάδα αποτελούμενη από τους Xing Zhang, Zheng Guo, Yue Zhu και άλλους επιστήμονες, ανέπτυξαν ένα νέο υλικό από τα αγκάθια των αχινών.
Εφαρμόζοντας μία υδροθερμική αντίδραση, οι ερευνητές μετέτρεψαν τα αγκάθια των αχινών σε βιοδιασπώμενα καλούπια διατηρώντας την αυθεντική πορώδη δομή τους. Σε αντίθεση με τα καλούπια από υδροξυαπατίτη, τα καλούπια από αχινούς μπορούν να κοπούν και να διαμορφωθούν σε συγκεκριμένο σχήμα και μέγεθος. Έρευνες σε κουνέλια και ασβούς έδειξαν ότι τα οστεοκύτταρα και τα θρεπτικά συστατικά μπορούν να ρέουν ελέυθερα μέσω των πόρων των καλουπιών, προωθώντας έτσι την οστεογένεση. Επίσης, τα καλούπια αποδομήθηκαν εύκολα όταν αντικαθιστούνταν από νέο οστό. Οι ερευνητές σημειώνουν ότι τα ευρήματά τους μπορούν να οδηγήσουν στο σχεδιασμό νέων, ελαφρών υλικών για την επιδιόρθωση των οστών.
