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新材料可以通過利用自然愈合方法 驅動傷口愈合

文章作者:www.rkizep.icu發布時間:2019-12-18瀏覽次數:746

材料被廣泛用于幫助愈合傷口:膠原蛋白海綿有助于治療燒傷和壓瘡,并且類似腳手架的植入物用于修復骨骼。然而,組織修復過程隨著時間的推移而發生變化,因此科學家正在開發生物材料,這些生物材料在愈合發生時與組織相互作

現在,Ben Almquist博士和他在倫敦帝國理工學院的團隊創造了一種新的分子,可以改變傳統材料與身體一起工作的方式。被稱為牽引激活的有效載荷(TrAPs),他們的方法允許材料與身體的自然修復系統交談以促進愈合。

研究人員表示,將TrAPs納入現有醫療材料可以徹底改變傷害的治療方式。來自帝國生物工程系的Almquist博士說:“我們的技術可以幫助推出新一代材料,積極促進組織愈合。”

該研究結果發表在今天的Advanced Materials上。

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受傷后,細胞“爬行”通過傷口中發現的膠原蛋白“支架”,就像在網上航行的蜘蛛一樣。當他們移動時,他們拉動腳手架,激活隱藏的愈合蛋白,并開始修復受損組織。

研究人員將TrAPs設計為重建這種自然療法的一種方法。他們將DNA片段折疊成一個三維形狀,稱為貼在蛋白質上的適體。然后,他們附加一個可定制的“手柄”,細胞可以在一端抓住,然后將另一端連接到支架,如膠原蛋白。

在他們的技術實驗室測試期間,他們發現細胞在爬過膠原蛋白支架時拉動了TrAPs。拉動使TrAPs像鞋帶一樣解開,以顯露和激活愈合蛋白質。這些蛋白質直接刺激細胞生長和繁殖。

研究人員還發現,通過改變細胞的“手柄”,它們可以改變可以抓取和拉動哪種類型的細胞,使它們能夠根據特定時間點存在的細胞定制TrAP以釋放特定的治療性蛋白質。在這樣做時,TrAP產生的材料可以在傷口修復期間在正確的時間與正確類型的細胞巧妙地相互作用。

這是科學家首次使用不同類型的細胞激活人造材料中的愈合蛋白。這項技術模仿了大自然中的治療方法。 Almquist博士說:“利用細胞運動激活海綿體與人體的愈合。我們的方法模仿它們,并積極地與不同類型的細胞一起使用,隨著時間的推移到達受損組織以促進愈合。

從實驗室到人類

該方法適用于不同的細胞類型,因此可用于各種損傷,例如心臟病發作后的骨折,瘢痕組織和受損的神經。盡管糖尿病足潰瘍等干預措施目前是非創傷性小腿截肢的主要原因,但對于無法治愈傷口的患者來說,迫切需要新技術。

TrAP相對易于使用且完全是人造的,這意味著它們可以在不同的實驗室中輕松重建,并可擴展到工業數量。它們的適應性也意味著它們可以幫助科學家們為疾病,干細胞和組織發育的實驗室研究創造新的途徑。

適體目前用作藥物,這意味著它們已被證明是安全的并且優化用于臨床。因為TrAPs利用目前針對人類使用而優化的適體,它們可能比基于零的方法更短。

Almquist博士說:“TrAP技術提供了一種靈活的方式來創建積極與傷口溝通的材料,并在所需的時間和地點提供關鍵指導。這種智能,動態的治療在愈合過程的每個階段都很常見。有用,它有可能增加恢復的機會,并且在許多不同類型的傷口上具有深遠的用途。這種技術有可能成為傷口修復的指揮官,隨著時間的推移協調不同的細胞并將受損組織愈合在一起。 “

該研究由工程和物理科學研究委員會和Wellcome Trust資助。

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