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科學(xué)家造出基于血液的“生物協(xié)同”材料

英國(guó)諾丁漢大學(xué)藥學(xué)院和化學(xué)工程學(xué)院合作,創(chuàng)造了一種基于血液的新型“生物協(xié)同”材料。團(tuán)隊(duì)利用一種在組織自然愈合過(guò)程中引導(dǎo)關(guān)鍵進(jìn)程的肽分子,開(kāi)發(fā)出一種促進(jìn)組織再生的生物材料。該材料已成功修復(fù)了骨骼,為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)個(gè)性化再生血液產(chǎn)品鋪平了道路。這類產(chǎn)品有望成為修復(fù)損傷和治療疾病的有效手段。相關(guān)研究15日發(fā)表在《先進(jìn)材料》期刊上。

人們身體中大多數(shù)組織都進(jìn)化出了再生能力,只要破裂或骨折的面積不大,就能以較高效率進(jìn)行再生。這一愈合過(guò)程極為復(fù)雜。初始階段依賴于液態(tài)血形成固態(tài)的再生血腫,這是一個(gè)富含生命的微環(huán)境,包含關(guān)鍵細(xì)胞、大分子和因子,協(xié)調(diào)再生過(guò)程的進(jìn)行。

團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種自組裝方法,將合成肽與從患者身上提取的全血混合,從而創(chuàng)造出一種利用自然愈合過(guò)程中關(guān)鍵分子、細(xì)胞和機(jī)制的材料。這種工程化再生材料不僅能夠模擬天然的再生血腫,還能增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)和功能特性。

這些材料在保持天然再生血腫正常功能,如具備正常的血小板行為、可生成生長(zhǎng)因子以及“招募”對(duì)愈合至關(guān)重要的相關(guān)細(xì)胞的同時(shí),可以輕松組裝、操作,甚至進(jìn)行3D打印。通過(guò)這種方法,該團(tuán)隊(duì)展示了使用動(dòng)物自身血液成功修復(fù)動(dòng)物模型骨骼的能力。

多年來(lái),科學(xué)家一直在研究合成方法,試圖重現(xiàn)天然再生環(huán)境,但該目標(biāo)一直難以實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在,他們采取了“生物協(xié)同”方法,利用并增強(qiáng)了自然愈合過(guò)程的機(jī)制,為開(kāi)發(fā)再生材料開(kāi)辟了新途徑。換句話說(shuō),該方法旨在利用進(jìn)化而來(lái)的再生機(jī)制作為制造步驟,來(lái)工程化再生材料。

未來(lái),研究團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是建立一個(gè)工具包,使其能夠在臨床環(huán)境中輕松獲取和使用,從而快速且安全地將患者的血液轉(zhuǎn)化為豐富、易獲取且可調(diào)節(jié)的再生植入物。

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