新材料可以通过使用自然愈合方法来促进伤口愈合

材料被广泛用于帮助愈合伤口：胶原海绵有助于治疗烧伤和压疮，支架状植入物用于修复骨骼。然而，组织修复的过程会随着时间的推移而变化，因此科学家正在开发生物材料，当愈合发生时，这些生物材料会与组织相互作用。

现在，伦敦帝国理工学院的Ben Almquist博士和他的团队创造了一种新的分子，可以改变传统材料与身体的工作方式。他们的方法被称为牵引激活有效载荷(TrAPs)，允许材料与身体的自然修复系统对话，以促进愈合。

研究人员表示，将陷阱纳入现有的医疗材料可以彻底改变受伤的治疗方法。帝国生物工程部门的Almquist博士说，“我们的技术可以帮助推出新一代材料，这种材料可以与组织一起积极促进愈合。”

研究成果发表在《今日先进材料》上。

手机行动

受伤后，细胞通过伤口中发现的胶原蛋白“支架”进行“爬行”，就像一只在互联网上航行的蜘蛛。当它们移动时，它们拉动支架，激活隐藏的愈合蛋白，并开始修复受损组织。

研究人员设计了陷阱来重建这种自然疗法。他们将DNA片段折叠成三维形状，称为适体，并将其紧紧地贴在蛋白质上。然后，他们附加了一个可定制的“手柄”，细胞可以抓住一端，然后将另一端连接到胶原蛋白等支架上。

在他们的技术的实验室测试中，他们发现细胞在胶原支架上爬行时会拉出陷阱。让陷阱像鞋带一样解开，暴露并激活愈合蛋白。这些蛋白质指导愈合细胞的生长和繁殖。

研究人员还发现，通过改变细胞的“手柄”，他们可以改变哪种类型的细胞可以被抓住和拉动，并让他们根据特定时间点存在的细胞定制陷阱，以释放特定的治疗蛋白质。这样做，TrAP产生的材料可以在伤口修复过程中在正确的时间与正确类型的细胞微妙地相互作用。

这是科学家首次在人造材料中使用不同类型的细胞激活愈合蛋白。这项技术模仿了自然界中的治疗方法。Almquist博士说：“从海绵到人类的生物中都发现了利用细胞运动来激活愈合。我们的方法模仿它们，并与不同种类的细胞积极合作，随着时间的推移，这些细胞到达受损组织，促进愈合。”

从实验室到人类

该方法适用于不同的细胞类型，因此可用于各种损伤，如骨折、心脏病发作后的疤痕组织和受损的神经。虽然目前已经采取了干预措施，如糖尿病足溃疡，这是非创伤性腿部截肢的主要原因，但伤口无法愈合的患者迫切需要新的技术。

陷阱相对简单易用，而且完全是人工的，这意味着它们可以在不同的实验室中轻松重建，并可以扩展到工业规模。它们的适应性也意味着它们可以帮助科学家创造新的疾病、干细胞和组织发育的实验室研究方法。

适配器目前被用作药物，这意味着它们已经被证明是安全的，并针对临床使用进行了优化。因为TrAP使用的适体是目前为人类使用而优化的，所以它们可能比从头开始的方法具有更短的路径。

Almquist博士说：“TrAP技术提供了一种灵活的方式来创建与伤口积极沟通的材料，并在需要的时候和地方提供关键的指导。”这种智能和动态的治疗在愈合过程的每个阶段都是有用的，这可以增加身体恢复的机会，并且在许多不同类型的伤口中具有深远的应用。这项技术可能会成为伤口修复的指令，随着时间的推移协调不同的细胞，共同愈合受损的组织。"

这项研究由工程和物理科学研究委员会和威康信托基金资助。

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