揭示组织和器官修复的未来
渥太华大学领导的科学家团队结合生物医学技巧和自然启发的工程技术,创造出一种果冻状材料,这种材料显示出巨大的潜力,可以现场修复人体大量受损的器官和组织。
由渥太华大学医学院 副教授 Emilio I. Alarcón 博士共同领导的尖端研究 最终可能影响数百万人的生活,利用肽基水凝胶可以闭合皮肤伤口、向受损的心肌输送治疗药物,以及重塑和修复受伤的角膜。
“我们正在使用肽来制造治疗方案。该团队从大自然中汲取灵感,开发简单的伤口闭合和组织修复解决方案,”Alarcón 博士说,他是 渥太华 大学心脏研究所生物工程与治疗解决方案 (BEaTS) 小组的科学家兼主任, 其创新研究工作专注于开发具有组织再生能力的新材料。
肽是生物体内的分子,水凝胶是一种具有凝胶状质地的水基材料,已被证明在治疗中有用。
这项研究采用的方法是独一无二的, 刚刚发表在《 先进功能材料》上,由Erik Suuronen 博士 和 Marc Ruel 博士 共同领导 。组织工程中探索的大多数水凝胶都是动物源性和蛋白质基材料,但合作团队创造的生物材料由工程肽增强。这使得它更易于临床转化。
鲁埃尔博士是渥太华大学医学院细胞与分子医学系的正教授,也是 渥太华大学心脏研究所心脏外科部的特聘研究主席 ,他表示这项研究的见解可能会改变整个格局。
“尽管经过数千年的进化,人类对伤口愈合的反应仍然不完美,”Ruel 博士说。“从皮肤切口到眼部损伤,再到心肌梗塞后的心脏修复,我们都能看到不适应的疤痕。Alarcón 博士、Suuronen 博士和我们团队的其他成员近二十年来一直专注于这个问题。Alarcón 博士在《 先进功能材料》上发表的文章 揭示了一种新颖的方法,可以使伤口愈合、器官愈合,甚至术后的基本疤痕在治疗上更具可调整性,从而对人类健康更有利。”
事实上,调节肽基生物材料的能力是关键。渥太华大学领导的团队设计的水凝胶是可定制的,这使得这种耐用材料能够适应各种组织。本质上,可以根据需要修复的身体部位调整双组分配方,以提高粘附性或减少其他组分。
“事实上,我们的材料的应用范围让我们非常惊讶,”Alarcón 博士说。“我们的技术提供了一种可根据目标组织进行定制的综合解决方案。”
Alarcón 博士表示,研究数据不仅表明仿生水凝胶的治疗作用非常有效,而且其应用比其他再生方法更简单、更具成本效益。
这些材料的设计成本低廉,而且可扩展性强——这对于许多主要的生物医学应用来说都是非常重要的品质。该团队还设计了一个快速筛选系统,使他们能够大幅削减设计成本和测试时间。
“成本和时间的大幅减少不仅使我们的材料更具经济可行性,而且还加速了其临床应用的潜力,”Alarcón 博士说。
这个人才济济的研究团队下一步的计划是什么?他们将进行大型动物试验,为人类试验做准备。到目前为止,心脏和皮肤测试都是用啮齿动物进行的,角膜工作是 在体外进行的。
这项研究的部分工作由 渥太华大学医学院的“专利和预商业化之路”(3P)资助,这是 一种以创新为重点的方法,旨在为我们社区的顶尖研究人员提供所需的帮助,以将他们最有前景的突破带给更广阔的世界。
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