新研發的“電子血管”可以用來輸送DNA和癒合傷口
中國和瑞士的科學家們合作生產了一種可植入的醫療設備,這種設備可以模仿血管的主要功能,但比天然的對應物更進一步。這些電子血管可以用來促進血液流動,就像在兔子身上演示的那樣,也可以配置成協助藥物輸送、參與傷口癒合甚至基因治療。
多年來,科學家們一直致力於生物工程血管的研究,這可以幫助我們研究疾病,治療腎衰竭的人,或者替換心血管疾病患者中堵塞的血管。然而,這項新研究背後的研究人員試圖擴大這些類型的”被動”支架和機械支持,從而在患者的康復中發揮積極作用。
這種電子血管是用圓柱形桿子捲起金屬聚合物導體膜製成的。這些設備具有靈活性,可生物降解,包含的電路可以與其他電子設備協調,以承擔不同的任務,如電子控制的藥物輸送。
在一項實驗中,科學家們展示瞭如何在傷口癒合模型中電刺激血管,促進內皮細胞的增殖和遷移,內皮細胞排列在天然血管的內表面,這表明它可以用來構建新的組織。在另一個實驗室實驗中,該團隊將電子血管連接到一個設備上,該設備可以產生一個電場,使細胞更具滲透性。這使得該團隊能夠將綠色熒光蛋白DNA輸送到三種不同類型的血管細胞中。
隨後,研究人員將注意力轉向體內研究,用電子血管替代兔子的一條關鍵動脈,為大腦、頸部和麵部供血。科學家們對該裝置進行了三個月的監測,報告稱它可以一直保持足夠的血流量。植入物被移除後,對兔子內部器官的分析顯示,沒有炎症的跡象。
從這裡開始,該團隊希望在這些有希望的早期結果的基礎上,對兔子進行進一步的研究,以確定該設備的長期安全性。另一個考慮因素是,如果該方法要用於人類,與電子血管配對的其他電子設備需要縮小規模。
“未來需要採取優化措施,將其與最小化的設備整合在一起,如最小化的電池和內置控制系統,使所有功能部件完全可以植入體內,甚至完全可以在體內進行生物降解。”主要作者,南方科技大學和中國國家納米科技中心研究員蔣興宇教授說。
該研究成果發表在《物質》雜誌上。