最新生物材料可以使傷口自然癒合
近日,據外媒報導,倫敦帝國學院的Ben Almquist博士和他的團隊創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協作,以推動傷口的癒合。
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,在現有的醫療材料中加入TrAPs可能會徹底改變傳統的傷口治療方式。來自倫敦帝國理工學院生物工程系的Almquist博士說:“我們的技術可以幫助新一代的材料,這些材料能積極地與人體修復組織一起促進傷口癒合。”
在傳統的治療方式中,人受傷後,修復細胞“爬行”在傷口中發現膠原支架,然後當它們帶上膠原支架移動,激活隱藏的癒合蛋白,開始修復受傷的組織。
現在,研究人員設計了TrAPs來改變了這種傳統的治療方法。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上。然後,他們附加了一個可定制的“把手”,細胞可以抓住在一端,然後連接到另一端的膠原支架。
在對他們的技術進行實驗室測試的過程中,研究人員發現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,以激活癒合蛋白,而這些蛋白質指導癒合細胞生長和繁殖。
研究人員還發現,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,然後TrAPs根據特定的細胞在特定的時間點釋放特定的治療蛋白質。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癒合蛋白。這種技術模仿自然界中發現的治愈方法。Almquist博士說:“利用細胞運動來激活癒合細胞是從海綿等多細胞生物中發現的。我們的方法模仿它們,並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,以促進癒合。”
該方法適用於不同的細胞類型,可用於各種損傷,如骨折、心髒病發作後的疤痕組織和受損的神經。新的技術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的創建相對簡單,完全是人工製造的,這意味著它們很容易在不同的實驗室中重新創建,並且可以擴大到工業生產的數量。它們的適應性也意味著它們可以幫助科學家們為疾病、幹細胞和組織發育的實驗室研究創造新的方法。
適配體目前被用作藥物,這意味著它們已經被證明是安全的,並且適合於臨床使用。由於TrAPs利用了目前被優化用於人類的適配體,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技術提供了一種靈活的方法,可以創造出與傷口積極溝通的材料,並在需要的時間和地點提供關鍵的指示。這種智能的、動態的癒合技術在癒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,並且在許多不同類型的傷口上有著廣泛的用途。這項技術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。”