科學(xué)家們基于血液創(chuàng)造了一種新的“生物協(xié)同”材料,已被證明能夠成功修復(fù)骨骼,為個(gè)性化再生血液產(chǎn)品鋪平了道路,這些產(chǎn)品可以作為有效的治療方法,用于治療傷害和疾病。
諾丁漢大學(xué)藥學(xué)院和化學(xué)工程學(xué)院的研究人員利用肽分子指導(dǎo)自然組織愈合過(guò)程中的關(guān)鍵過(guò)程,創(chuàng)造出增強(qiáng)組織再生的活性材料。這項(xiàng)研究發(fā)表在《先進(jìn)材料》期刊上。
我們身體的大多數(shù)組織已經(jīng)進(jìn)化到能夠以驚人的效率再生破裂或骨折,只要這些損傷的尺寸較小。這種愈合過(guò)程極其復(fù)雜。最初的階段依賴于液態(tài)血液形成固態(tài)的再生性血腫(RH),這是一個(gè)豐富且活躍的微環(huán)境,包含關(guān)鍵細(xì)胞、大分子和協(xié)調(diào)再生的因素。
團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種自組裝方法,將合成肽與患者全血混合,創(chuàng)造出一種材料,利用自然愈合過(guò)程中的關(guān)鍵分子、細(xì)胞和機(jī)制。通過(guò)這種方式,他們能夠工程化再生材料,不僅能模仿自然的RH,還能增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)和功能特性。
這些材料可以輕松組裝、操縱,甚至在保持自然RH的正常功能(如正常的血小板行為、生長(zhǎng)因子的產(chǎn)生和對(duì)愈合重要的相關(guān)細(xì)胞的招募)的同時(shí)進(jìn)行3D打印。利用這種方法,團(tuán)隊(duì)已經(jīng)展示了使用動(dòng)物自身的血液在動(dòng)物模型中成功修復(fù)骨骼的能力。
諾丁漢大學(xué)藥學(xué)院和化學(xué)與環(huán)境工程系生物醫(yī)學(xué)工程與生物材料教授Alvaro Mata領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究,他說(shuō):“多年來(lái),科學(xué)家們一直在尋找合成方法來(lái)重現(xiàn)自然的再生環(huán)境,鑒于其固有的復(fù)雜性,這已被證明是困難的。在這里,我們采取了一種方法,嘗試與生物學(xué)合作,而不是重新創(chuàng)造它。
“這種‘生物協(xié)同’方法為開(kāi)發(fā)再生材料開(kāi)辟了機(jī)會(huì),通過(guò)利用和增強(qiáng)自然愈合過(guò)程的機(jī)制。換句話說(shuō),我們的方法旨在使用我們已經(jīng)進(jìn)化出的再生機(jī)制作為制造步驟,以工程化再生材料?!?/p>
諾丁漢大學(xué)工程系的Cosimo Ligorio博士是這項(xiàng)研究的共同作者。他說(shuō):“能夠輕松且安全地將人們的血液轉(zhuǎn)化為高度再生的植入物,這真的很令人興奮。血液實(shí)際上是免費(fèi)的,并且可以從患者那里相對(duì)容易地獲得較高體積。
“我們的目標(biāo)是建立一個(gè)工具包,可以在臨床環(huán)境中輕松訪問(wèn)和使用,以快速且安全地將患者的血液轉(zhuǎn)化為豐富、易于獲取且可調(diào)的再生植入物。”
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