UNIST与延世大学开发血管化肌肉组织制备平台“SPARC”，证实有助于运动功能恢复
韩国研究团队利用患者自身血液，开发出一种可同时再生肌肉和血管的人工组织制备技术。该方法在单一结构体内同时诱导肌肉再生和血管形成，有望成为治疗外伤或肿瘤切除后出现的大体积肌肉缺损的新方案。
韩国研究财团表示，20日由Kang Juhun UNIST生命科学系教授团队与Jin Yunhee 延世大学医学院教授团队共同开发出一种利用微流体基础剪切应力的血管化肌肉组织制备平台“SPARC（Spark）”。
利用微流体芯片内部的剪切流，在单一结构体内同时构建用于肌肉再生的高刚性区域和用于血管形成的低刚性区域的血管化肌肉组织示意图。高刚性区域中肌肉细胞生长和分化，低刚性区域中血管细胞生长和分化。UNIST教授 Kang Juheon 供图
View original image本研究在科学技术信息通信部和韩国研究财团的中坚研究、青年研究及基础研究室资助项目支持下完成，研究成果已于上月22日在线发表在材料科学领域国际学术期刊《Advanced Materials》上。
大体积肌肉缺损是指因外伤或肿瘤切除等导致肌肉大范围受损的状态。由于肌肉和血管同时被破坏，自然恢复十分困难，而且现有移植物往往偏重于肌肉再生或血管形成中的一方，难以实现两种组织的同步再生。
研究团队关注到在血液凝固过程中生成的蛋白质“纤维蛋白（Fibrin）”。纤维蛋白可直接从患者血液中获得，可作为免疫排斥反应较少的个性化生物材料加以利用。
研究团队利用微流体通道内部的微柱结构，构建了Spark平台，可精确调控代表流体流动强度的“剪切应力（Shear stress）”。在剪切应力较高的区域，纤维蛋白束呈致密有序排列，形成适合肌肉细胞分化的坚硬环境；在剪切应力较低的区域，则形成便于血管细胞构建网络的柔性结构。
结果表明，在单一结构体内成功实现了肌肉与血管在空间上的分区并行生长。将其应用于小鼠肌肉损伤模型后发现，制备的结构体与宿主血管相连，可促进血管重塑、肌纤维再生以及运动功能恢复。
本研究仅利用自体血液来源的纤维蛋白，就实现了同时诱导肌肉再生和血管形成的结构体，被认为区别于既有组织工程技术。研究团队未混合多种材料，而是利用纤维蛋白在物理刺激下发生排列的特性，在单一结构体内构建出彼此不同的微环境。
Kang Juhun UNIST教授表示：“本研究的差异化之处在于，利用纤维蛋白在物理刺激下发生排列的特性，实现了基于单一材料的复合微环境”，并称“今后有望扩展应用于外伤性肌肉损伤、肿瘤切除后组织缺损等多种疑难疾病的治疗”。
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