近日,據(jù)外媒報道,英國帝國理工學院的Ben Almquist博士和他的團隊創(chuàng)造了一種新的分子材料,這種材料可以與身體的自然修復系統(tǒng)協(xié)作,以推動傷口的愈合。該項研究發(fā)表在《Advanced Materials》上。
這種新材料被稱為牽引力激活的有效載荷(縮寫為TrAPs)。研究人員說,在現(xiàn)有的醫(yī)療材料中加入TrAPs可能會徹底改變傳統(tǒng)的傷口治療方式。來自倫敦帝國理工學院生物工程系的Almquist博士說:“我們的技術(shù)可以幫助開發(fā)新一代的材料,這些材料能積極地與人體修復組織一起促進傷口愈合!
在傳統(tǒng)的治療方式中,人受傷后,修復細胞“爬行”在傷口中發(fā)現(xiàn)膠原支架,然后當它們帶上膠原支架移動,激活隱藏的愈合蛋白,開始修復受傷的組織。
現(xiàn)在,研究人員設(shè)計了TrAPs來改變了這種傳統(tǒng)的治療方法。他們將DNA片段折疊成三維形狀,稱為適配體,適配體緊緊地附著在蛋白質(zhì)上。然后,他們附加了一個可定制的“把手”,細胞可以抓住在一端,然后連接到另一端的膠原支架。
在對他們的技術(shù)進行實驗室測試的過程中,研究人員發(fā)現(xiàn)細胞在帶著膠原支架時會拉上TrAPs。拉力使TrAPs像鞋帶一樣被拆開,以激活愈合蛋白,而這些蛋白質(zhì)指導愈合細胞生長和繁殖。
研究人員還發(fā)現(xiàn),通過改變細胞的“把手”,他們可以決定哪種類型的細胞可以被抓住,然后TrAPs根據(jù)特定的細胞在特定的時間點釋放特定的治療蛋白質(zhì)。這樣一來,TrAPs就可以巧妙地與正確類型的細胞在正確的時間相互作用的,從而對傷口進行修復。
這是科學家首次在人造材料中使用不同類型的細胞激活愈合蛋白。這種技術(shù)模仿自然界中發(fā)現(xiàn)的治愈方法。Almquist博士說:“利用細胞運動來激活愈合細胞是從海綿等多細胞生物中發(fā)現(xiàn)的。我們的方法模仿它們,并積極地與不同種類的細胞一起工作,這些細胞隨著時間的推移到達我們受損的組織中,以促進愈合!
該方法適用于不同的細胞類型,可用于各種損傷,如骨折、心臟病發(fā)作后的疤痕組織和受損的神經(jīng)。新的技術(shù)也是病人迫切需要的,如患有糖尿病足潰瘍的病人,這種病會增加截肢風險。
TrAPs的創(chuàng)建相對簡單,完全是人工制造的,這意味著它們很容易在不同的實驗室中重新創(chuàng)建,并且可以擴大到工業(yè)生產(chǎn)的數(shù)量。它們的適應性也意味著它們可以幫助科學家們?yōu)榧膊 ⒏杉毎徒M織發(fā)育的實驗室研究創(chuàng)造新的方法。
適配體目前被用作藥物,這意味著它們已經(jīng)被證明是安全的,并且適合于臨床使用。由于TrAPs利用了目前被優(yōu)化用于人類的適配體,它們可能會比從零開始的方法更快地治療疾病。
Almquist博士說:“TrAPs技術(shù)提供了一種靈活的方法,可以創(chuàng)造出與傷口積極溝通的材料,并在需要的時間和地點提供關(guān)鍵的指示。這種智能的、動態(tài)的愈合技術(shù)在愈合過程的每一個階段都是有用的,這可能會增加身體恢復的機會,并且在許多不同類型的傷口上有著廣泛的用途。這項技術(shù)有潛力成為傷口修復的導體,隨著時間的推移,TrAPs讓不同的細胞一起工作,治愈受損的組織!
論文鏈接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201806380
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