仿生支架有助于促进肌肉生长
稻米大学生物工程师正在制造和测试可调谐的Electrom跑道支架,完全源于脱细胞骨骼肌,以促进受伤骨骼肌的再生。
他们的论文在科学推进显示了如何天然细胞外基质可以制作模仿原生骨骼肌肉并引导肌管的一致,生长和分化,骨骼肌的一个构建块之一。通过静电纺丝,在实验室中制造生物活性支架,可以产生单片尺寸纤维的高通量过程。
这项研究可以减轻每年进行大约450万例修复平民和军事人员受伤的重建手术的负担。
电流冬趾脱细胞肌的方法需要共聚物以帮助支架制造。稻米过程没有。
“主要创新是准备100%的脚手架的能力细胞外基质Rice生物工程师兼首席研究员安东尼奥·米科斯(Antonios Mikos)说。“这是非常重要的,因为基质包含了所有对特定组织形成重要的信号基序。”
这种支架利用从去细胞肌肉获得的生物活性线索,通过静电纺丝提供可调节的材料特性,创造出一种富含生化信号和高度特异性形貌的材料。这种材料被设计为在体内被新肌肉取代时降解。
实验表明,当支架没有被交联剂饱和时,细胞增殖效果最好,交联剂允许它们接触到细胞内的生化信号脚手架矩阵。
静电纺丝允许研究人员调节交联密度。他们发现中间交联导致细胞培养期间更好地保持纤维对准。
用于肌肉再生的大多数脱细胞基质来自这种薄膜作为皮肤或小肠组织。“但对于肌肉,因为它是厚实而更复杂的,你必须比临床相关尺寸减少,原始材料的物质丢失,”米饭研究生和领导作者莫里·斯米克说。“当您完成的时间时,它不会类似于原始材料。
她说:“在我们的案例中,静电纺丝是使这种材料非常可调的关键,并使它像以前一样。”
“它可以产生高度对齐的纤维,与骨骼肌中发现的架构非常相似,并且随着所有生化线索所需的所有生物化学线索都需要促进生效肌肉组织,”Mikos说。
巫女说使用天然材料而不是合成的重要还有另一个原因。“合成材料的存在,特别是降解产物的存在,可能会对最终形成的组织质量产生不利影响,”他说。
“对于最终临床应用,我们可以使用骨骼肌或矩阵来自适当的来源,因为我们能够非常有效地去除可能引起免疫应答的DNA。我们相信这可能会使它适合翻译人类技术。“
Smoak说,静电纺丝这个过程可以生产任何尺寸的肌肉支架,只受机械的限制。
她说:“我们很幸运地与许多外科医生合作,他们看到了这种材料在运动或创伤引起的大肌肉损伤之外的颅面肌肉应用的前景。”“这些可能包括你脸上的动画肌肉,它们非常精细,拥有非常精确的结构,允许做出面部表情和咀嚼等动作。”
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