科学家们设计了“智能”伤口愈合技术


时间:2019-01-09 11:50:10  次浏览 )

  发表在“ 高级材料 ”杂志上的一项新研究为“新一代材料积极与组织起作用以促进[伤口]愈合”铺平了道路。

随着越来越多的外科手术在美国进行,手术部位感染的数量也在增加。

不愈合的慢性伤口 - 例如糖尿病中发生的伤口- 通常以生物膜的形式存在多种细菌。

这种生物膜细菌通常对治疗非常有弹性,并且抗微生物剂抗性仅增加这些伤口被感染的可能性。

根据最近的估计,慢性伤口影响美国约570万人。一些慢性伤口可导致截肢,糖尿病溃疡也是如此。

在全球范围内,研究人员估计,每30秒,慢性,不愈合的糖尿病性溃疡会导致截肢。

 

在这种情况下,迫切需要创新,有效的伤口愈合方法。新的研究显示了这方面的希望,因为科学家已经设计出一种有助于利用身体自然治愈能力的分子。

这些分子被称为牵引力激活有效载荷(TrAPs)。它们是生长因子,可帮助胶原蛋白等物质更自然地与人体组织相互作用。

Ben Almquist博士是英国伦敦帝国理工学院工程系讲师,领导了这项新研究。
 

TrAP技术和伤口愈合

诸如胶原的材料通常用于伤口愈合。例如,胶原蛋白海绵可以治疗烧伤,胶原蛋白植入物可以帮助骨骼再生。

但胶原蛋白如何与组织相互作用?在所谓的支架植入物中,细胞通过胶原结构移动,将支架与它们一起拉动。这会触发愈合蛋白,如生长因子,帮助组织再生。

在这项新研究中,Almquist和团队设计了TrAP分子来重建这一自然过程。科学家们将DNA链“折叠”成适体,这些适体是与蛋白质结合的三维形状。
 

然后,他们为细胞设计了一个“手柄”。他们将细胞附着在手柄的一端,将胶原支架附着在另一端。

实验室测试显示细胞在穿过胶原蛋白植入物时拖拽TrAPs。反过来,这种激活的生长蛋白质触发了组织内的愈合过程。

科学家解释说,这种技术重现了整个自然界存在的治疗过程。“从海绵到人类的各种生物都可以利用细胞运动来激活愈合,”Almquist说。

“我们的方法模仿它们,并积极地与不同种类的细胞一起工作,这些细胞随着时间的推移到达我们受损的组织,以促进愈合,”他补充说。
 

“新一代”治疗材料

 

该研究还表明,调整细胞手柄会改变可附着并保持在TrAP上的细胞类型。

反过来,这使得TrAP能够基于附着在手柄上的细胞释放个性化的再生蛋白质。

这种对不同类型细胞的适应性意味着该技术可应用于各种类型的伤口 - 从骨折到由心脏病发作引起的瘢痕组织损伤和从神经损伤到糖尿病溃疡。

最后,适体已经被批准作为人类临床使用的药物,这可能意味着TrAP技术可能会很快变得广泛可用。

“TrAP技术提供了一种灵活的方法来创建与伤口积极沟通的材料,并在需要的时间和地点提供关键指令,”Almquist解释道。

“这种智能,动态治疗在愈合过程的每个阶段都很有用,有可能增加身体恢复的机会,并且在许多不同类型的伤口上具有深远的用途,”他补充道。

研究人员得出结论:“他的技术有可能成为伤口修复的导体,随着时间的推移协调不同的细胞,共同治愈受损组织。”

 

我们的技术可以帮助推出新一代材料,这些材料能够与组织一起积极地促进愈合。”

Ben Almquist,博士

 
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