新材料可以通過利用自然癒合方法「驅動傷口癒合」

材料廣泛用於幫助癒合傷口：膠原蛋白海綿有助於治療燒傷和壓瘡，並且類似腳手架的植入物用於修復骨骼。然而，組織修復過程隨著時間的推移而發生變化，因此科學家正在開發生物材料，這些生物材料在癒合發生時與組織相互作用。

現在，Ben Almquist博士和他在倫敦帝國理工學院的團隊創造了一種新的分子，可以改變傳統材料與身體一起工作的方式。被稱為牽引力激活的有效載荷（TrAPs），他們的方法讓材料與身體的自然修復系統交談以促進癒合。

研究人員表示，將TrAPs納入現有的醫療材料可以徹底改變傷害的治療方式。來自帝國生物工程系的Almquist博士說：「我們的技術可以幫助推出新一代材料，這些材料能夠與組織一起積極地促進癒合。」

該研究結果發表在今天的Advanced Materials上。

行動電話行動

受傷後，細胞「爬行」通過傷口中發現的膠原蛋白「支架」，就像蜘蛛在網上航行一樣。當他們移動時，他們拉動腳手架，激活隱藏的癒合蛋白質，開始修復受損組織。

研究人員將TrAPs設計為一種重建這種自然療法的方法。他們將DNA片段摺疊成三維形狀，稱為適體，緊緊貼在蛋白質上。然後，他們附加了一個可定製的「手柄」，細胞可以在一端抓住，然後將另一端連接到膠原蛋白等支架上。

在他們的技術的實驗室測試期間，他們發現細胞在爬行通過膠原支架時拉動TrAPs。拉動使得TrAPs像鞋帶一樣解開，以顯露和激活癒合蛋白質。這些蛋白質指導癒合細胞生長和繁殖。

研究人員還發現，通過改變細胞「手柄」，它們可以改變哪種類型的細胞可以抓住和拉動，讓它們根據特定時間點存在的細胞來定製TrAPs以釋放特定的治療蛋白質。在這樣做時，TrAP產生的材料可以在傷口修復期間的正確時間與正確類型的細胞巧妙地相互作用。

這是科學家首次在人造材料中使用不同類型的細胞激活癒合蛋白。該技術模仿自然界中發現的治療方法。Almquist博士說：「在從海綿到人類的生物中發現使用細胞運動來激活癒合。我們的方法模仿它們並積極地與不同種類的細胞一起使用，這些細胞隨著時間的推移到達受損組織以促進癒合。」

從實驗室到人類

該方法適用於不同的細胞類型，因此可用於各種損傷，例如骨折，心臟病發作後的瘢痕組織和受損的神經。儘管目前採取了干預措施，如糖尿病足潰瘍，這是非創傷性小腿截肢的主要原因，但傷口無法癒合的患者也迫切需要新技術。

TrAPs相對簡單易用，完全是人造的，這意味著它們可以在不同的實驗室中輕鬆重建，並可以擴展到工業數量。它們的適應性也意味著它們可以幫助科學家們為疾病，幹細胞和組織發育的實驗室研究創造新的方法。

適體目前用作藥物，這意味著它們已經被證明是安全的並且針對臨床使用進行了優化。因為TrAP利用目前針對人類使用優化的適體，他們可能比從零開始的方法更短的路徑。

Almquist博士說：「TrAP技術提供了一種靈活的方法來創建與傷口積極溝通的材料，並在需要的時間和地點提供關鍵指導。這種智能，動態的治療在癒合過程的每個階段都很有用，有可能增加身體恢復的機會，並且在許多不同類型的傷口上具有深遠的用途。這項技術有可能成為傷口修復的指揮，隨著時間的推移協調不同的細胞，共同治癒受損組織。 「

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