諾丁漢大學(xué)通過(guò)血液的再生能力開發(fā)3D打印醫(yī)療植入物

南極熊導(dǎo)讀：科學(xué)家們開發(fā)了一種具有骨組織修復(fù)能力的血液衍生生物材料。這項(xiàng)研究為開發(fā)個(gè)性化再生血液產(chǎn)品鋪平了道路，有望成為治療各種損傷和疾病的高效療法。

△研究題目為“利用血液凝固和肽自組裝的生物協(xié)同再生材料”（傳送門）

2024年11月18日，南極熊獲悉，諾丁漢大學(xué)藥學(xué)院和化學(xué)與環(huán)境工程系的研究人員在《先進(jìn)材料》期刊上發(fā)表了一項(xiàng)突破性研究，他們成功開發(fā)出一種創(chuàng)新的自組裝方法，將合成肽與患者血液結(jié)合，創(chuàng)造出一種能夠增強(qiáng)組織再生過(guò)程的活性材料。這一方法不僅模仿了人體內(nèi)自然愈合過(guò)程中的關(guān)鍵機(jī)制，還通過(guò)3D打印技術(shù)的應(yīng)用，為精準(zhǔn)醫(yī)療和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了新的可能性。

△利用血液再生能力開發(fā)3D打印醫(yī)療植入物的原理

利用自身血液再生能力3D打印醫(yī)療植入物

研究團(tuán)隊(duì)由生物醫(yī)學(xué)工程與生物材料教授Alvaro Mata領(lǐng)導(dǎo)，他們專注于身體組織的自然再生能力，尤其是血液在初始愈合階段形成再生血腫（RH）的作用。RH是一個(gè)富含關(guān)鍵細(xì)胞、大分子和調(diào)節(jié)再生因子的動(dòng)態(tài)微環(huán)境。

為了模擬并增強(qiáng)這種微環(huán)境，研究人員開發(fā)了一種自組裝技術(shù)，通過(guò)將合成肽與全血混合，創(chuàng)造出具有特定結(jié)構(gòu)和功能的再生材料。這些材料不僅保留了RH的自然功能，如正常的血小板行為、生長(zhǎng)因子的產(chǎn)生，還能夠有效募集對(duì)愈合至關(guān)重要的細(xì)胞。

△研究人員手持3D打印的PA血液結(jié)構(gòu)

通過(guò)采用3D打印技術(shù)，這些再生材料可以被精確地組裝和操作，以適應(yīng)不同類型的組織損傷。研究團(tuán)隊(duì)展示了使用這種方法成功修復(fù)動(dòng)物模型骨骼的潛力。

Mata教授評(píng)解釋說(shuō)：“科學(xué)家們長(zhǎng)期以來(lái)一直試圖通過(guò)合成方法重建自然再生環(huán)境，但這一過(guò)程的固有復(fù)雜性使得這一任務(wù)充滿挑戰(zhàn)。我們的研究采取了一種與生物學(xué)合作的新方法，而不是試圖完全重建它�！�

他補(bǔ)充道：“通過(guò)利用和增強(qiáng)自然愈合過(guò)程中的機(jī)制，我們開創(chuàng)了一種生物合作方法，為再生材料的開發(fā)提供了新的機(jī)遇。簡(jiǎn)而言之，我們的方法旨在將我們與生俱來(lái)的再生能力轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)再生材料的制造步驟。”

△PA血液凝膠在大鼠顱骨缺損中的應(yīng)用

諾丁漢大學(xué)工程學(xué)院的Cosimo Ligorio博士參與了這項(xiàng)研究，并評(píng)論說(shuō)：“將人體血液輕松且安全地轉(zhuǎn)化為高度再生的植入物，這一前景確實(shí)令人興奮。血液作為資源成本低，并且可便捷地從患者體內(nèi)大量采集，為個(gè)性化醫(yī)療植入物的開發(fā)提供了經(jīng)濟(jì)高效的途徑�！�

研究人員的目標(biāo)是開發(fā)一套在臨床環(huán)境中易于獲取且便于使用的工具包，以便快速且安全地將患者的血液轉(zhuǎn)化為豐富、易于獲得且可定制的再生植入物。