一种利用患者自身血液,同时修复和再生受损肌肉与血管的技术已在韩国国内开发成功。


血管化肌肉组织制备平台“SPARC”示意图。韩国研究财团供图

血管化肌肉组织制备平台“SPARC”示意图。韩国研究财团供图

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韩国研究财团表示,蔚山科学技术院(UNIST)Kang Juhun 教授研究团队与延世大学医学院 Jin Yunhui 教授研究团队共同开发出了血管化肌肉组织制备平台“SPARC(Spark)”。


这一技术利用了基于微流体的剪切应力实现功能。当将该技术应用于实际肌肉受损的动物模型时,所制备的结构体能够与宿主血管成功连接,帮助血管重塑,并被证实可促进肌纤维再生和运动功能恢复。


此次研究的特点在于,利用源自自体血液的纤维蛋白构建出可同时支持肌肉再生和血管形成的结构体,这一点与既有的肌肉组织工程技术有所不同。研究未将多种材料复合,而是利用纤维蛋白在剪切应力作用下会发生取向排列的特性,在单一结构体内部形成彼此不同的微环境,这是核心所在。


尤其有望成为治疗大体积肌肉缺损的新方案。大体积肌肉缺损是指因外伤、肿瘤切除等原因导致大面积肌肉丧失的疾病。


患有该类疾病的患者,其肌肉和血管会同时被破坏,几乎无法自然恢复,而现有植入体往往只侧重于肌肉排列或血管形成中的一方功能,在同时再生这两种组织方面存在局限。


联合研究团队关注到纤维蛋白(血液凝固时生成的蛋白质),通过在微流体通道内部构建微柱结构,调控剪切应力(流体流动时在物体表面产生的平行方向作用力),从而搭建了“SPARC”平台,解决了上述问题。


Kang Juhun 教授。韩国研究财团供图

Kang Juhun 教授。韩国研究财团供图

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纤维蛋白可直接从患者血液中获取,作为个性化材料,其免疫排斥反应较少,备受关注。尤其是在“SPARC”平台中,剪切应力较高的位置会形成致密取向排列的纤维蛋白束,从而营造出有利于血管细胞形成网络的环境。在一个结构体内部,肌肉与血管在空间上实现分区,从而能够同步生长。


Kang 教授表示:“本次技术利用纤维蛋白在物理刺激下发生取向排列的特性,仅用单一材料就实现了复杂微环境的构建,这一点具有差异化优势。今后有望扩展应用于外伤性肌肉损伤和肿瘤切除后组织缺损等难治性疾病的治疗。”



此外,联合研究团队在科学技术信息通信部和韩国研究财团推进的中坚研究、新进研究及基础研究室支持项目资助下开展了本项研究。研究成果近日发表在材料科学领域国际学术期刊《Advanced Materials》在线版上。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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