工程师设计缝线可以提供药物或炎症

灵感来自缝合线发展了数千年前,麻省理工学院的工程师们设计了“智能”缝合,不仅可以保持组织到位,但也发现炎症和释放药物。

新缝合线来自动物组织首先,类似于“肠线缝合由古罗马人使用。在现代转折中,麻省理工学院的团队涂布缝合线与水凝胶,可以嵌入传感器、药物,甚至细胞释放治疗分子。

“我们是一个缝合,bioderived和修改与水凝胶涂层能够水库为炎症、传感器或单克隆抗体等药物治疗炎症。值得注意的是,涂层也有能力保持细胞可行的长期,“乔凡尼Traverso说,麻省理工学院的机械工程的副教授,在布莱根妇女医院胃肠病学家,和该研究的资深作者。

研究人员设想,这些缝线可以帮助患者克罗恩病治愈后手术切除肠的一部分。缝合线也可以用于使用治愈创伤或手术切口在身体的其他地方,研究人员说。

前麻省理工学院博士后荣格Seung李和Hyunjoon金是论文的主要作者,今天看来,在《华尔街日报》5月16日事。

灵感来自肠线

肠线这种手术是由链纯化胶原蛋白的牛、绵羊、山羊(但不是猫)—构成强烈的节,自然溶解在约90天内突破。尽管合成可吸收缝合线也可以,肠线仍然是用在许多类型的手术。

Traverso和他的同事们想知道他们可以建立在这种类型的组织派生缝合创建一个将是艰难的,可吸收材料,并拥有先进的传感和等功能药物输送。

这样的缝合可以特别有用的克罗恩病的患者需要一个部分小肠切除由于过度瘢痕或堵塞炎症。这个过程需要重新填缝的两端后留下一个部分小肠。如果密封不紧,它会导致泄漏危险的病人。

为了帮助减少这种风险,麻省理工学院的团队想要设计一个缝合,不仅可以保持组织还发现炎症,预警信号,重新封闭肠子不正常愈合。

研究人员创建新缝合线从猪组织,他们“脱细胞”使用洗涤剂,减少诱导宿主组织炎症的可能性。读这个过程留下的数据材料,研究人员称之为“De-gut”,其中包含结构蛋白如胶原蛋白、以及其他生物分子在细胞周围的细胞外基质。

脱水后组织和扭曲成链,其研究人员评估抗拉强度——测量前它可以承受多少的拉伸断裂和发现与商用肠线缝合。他们还发现,De-gut缝线诱导更比传统肠线周围组织的免疫反应。

“脱细胞组织再生医学广泛应用于高超的biofunctionality,”李说。“我们现在认为小说平台执行传感和交付使用脱细胞组织,这将打开新的应用tissue-derived材料。”

智能应用程序

接下来,研究人员着手提高缝合材料和额外的功能。要做到这一点,他们涂一层水凝胶的缝合线。在水凝胶中,他们可以嵌入多种cargo-microparticles炎症、各种药物分子,或活细胞。

传感器的应用,研究人员设计了微粒子涂层与炎症反应时释放的肽酶称为基质金属蛋白酶存在于组织中。这些肽可以使用一个简单的检测尿液测试。

研究还表明,他们可以利用水凝胶涂层携带药物用于治疗炎症性肠病,包括类固醇地塞米松和一个名为adalimumab的单克隆抗体。这些药物是由微粒由fda批准的聚合物如PLGA的解放军,用于控制药物的释放速度。这种方法也可以适应提供其他种类的药物如抗生素、化疗药物,研究人员说。

这些聪明的缝合线也可以用来提供治疗细胞等干细胞。探索这种可能性,研究者嵌入缝合与干细胞工程表达荧光标记,并发现细胞仍然可行的至少七天当植入老鼠。细胞也能产生血管内皮生长因子生长因子(VEGF),刺激血液细胞生长。

研究人员目前正在研发进一步测试每一个可能的应用生产过程,在扩大的缝合线。他们也希望探索的可能性使用缝合在胃肠道以外的身体部位。

这个故事是由麻省理工学院新闻(再版web.mit.edu/newsoffice/),一个受欢迎的网站,包括麻省理工学院新闻研究、创新和教学。