全天然脫細胞基質支架可修復受損肌肉 相關研究發表在《科學進展》

美國萊斯大學的生物工程師14日發表在《科學進展》雜志上的新研究中，介紹了一種生物活性支架。這是一種完全來自脫細胞骨骼肌的可調電紡支架，可促進受損骨骼肌的再生。

該生物活性支架是在實驗室通過靜電紡絲制造的，是一種可以生產單微米級纖維的高通量工藝，可利用天然細胞外基質來模擬天然骨骼肌，并指導肌管(骨骼肌的組成部分之一)的排列、生長和分化。不需要聚合物輔助支架制作是此次研究相比傳統電紡脫細胞肌肉方法的一大特點。

預計這項研究可以減輕每年進行大約450萬例修復平民和軍事人員受傷的重建手術的負擔。

“研究的主要創新是能夠制備完全來自細胞外基質的支架。”萊斯大學生物工程師兼首席研究員安東尼奧斯·米科斯說，“這一點非常重要，因為基質中包含了對特定組織的形成非常重要的所有信號模體。”

這種支架利用脫細胞肌肉的生物活性線索，通過靜電紡絲提供可調節支架的交聯密度，從而創造出一種富含生化線索和高度特異性形貌的支架。而且，作為一種天然材料，當它被體內的新肌肉取代時會降解，不會對最終形成的組織產生不利影響。

實驗表明，當支架沒有被交聯劑飽和時，細胞增殖情況最佳，這使得它們能夠接觸到支架基質中的生化線索。

大部分用于肌肉再生的脫細胞基質來自皮膚或小腸組織等的薄膜。萊斯大學的研究生和主要作者莫莉·斯莫克說：“對于肌肉，因為它很厚、更復雜，切成更小尺寸后，原始材料的特性會丟失。”此次研究中，靜電紡絲讓支架具有可調節性，還能保持其關鍵特性。

斯莫克說：“這種生物活性支架可以產生高度排列的纖維，與人們在骨骼肌中發現的結構非常相似，并具有促進創造新肌肉組織所需的所有生化線索。”她還表示，電紡工藝可以生產任何大小的肌肉支架。

目前，研究人員表示，除了運動或創傷導致的大肌肉損傷中可運用這種支架外，它還有望在顱面部肌肉得到應用。人體面部肌肉非常精細、結構非常精確，而運用支架可以幫助面部做出表情和咀嚼等動作。

支架材料在外科手術中十分常見，它正在經歷一系列更新迭代。早期的支架材料大多由金屬制成，一方面容易給患者身體帶來某些副作用;另一方面它們在患者體內完成其使命后，往往需要進行二次手術取出，給患者帶來額外的痛苦。如今，不但有了可被人體吸收的生物活性支架，在設計制造環節也開始采用3D打印和人工智能技術，讓支架材料更“友好”，也更個性化，這為許多患者帶來了福音。(實習記者 張佳欣)