聚合物纖維或?qū)⒊蔀槿梭w組織再生的關(guān)鍵
使用聚合物，可以幫助撕裂的肌肉和肌腱再生？這聽起來(lái)就像深夜的科幻小說(shuō)，或是瑪麗雪萊小說(shuō)中的“科學(xué)怪人”，對(duì)不對(duì)？
不要輕易地下定論
一位加拿大的研究人員希望在10年的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)在人體受損區(qū)域直接植入可生物降解的聚合物纖維，來(lái)重建人體組織和加快受傷部位的愈合。
布萊恩·阿姆斯登博士是來(lái)自安大略省的化學(xué)工程教授，正在研發(fā)一種新技術(shù)，將從病人身體上提取的細(xì)胞植入聚合物假體中并刺激細(xì)胞生長(zhǎng)，當(dāng)細(xì)胞體生長(zhǎng)充分后，將假體植物患者體內(nèi)；聚合物隨后會(huì)在人體內(nèi)生物降解，只留下患者自身的健康細(xì)胞組織。
不只針對(duì)各年齡階段的運(yùn)動(dòng)員，還包括加拿大的老齡化人口，這項(xiàng)研究的意義和影響非常深遠(yuǎn)。“許多伴隨著嬰兒潮降生的一代人正在漸漸老去，但他們?nèi)耘f希望保持身體的靈活性，而我們的研究有可能使60多和70多歲的老人更健康的生活，享受更好的運(yùn)動(dòng)能力，”阿姆斯登說(shuō)。“并且證明它對(duì)運(yùn)動(dòng)員的肌腱損失的再生也有效果。”
關(guān)鍵的卷曲結(jié)構(gòu)
和世界上許多其他重大的發(fā)現(xiàn)一樣，阿姆斯登的這項(xiàng)技術(shù)是一個(gè)意外的結(jié)果。四年前，他正在尋找更好的材料作為治療人類膝蓋韌帶受損的“支架”替代物，尤其是前十字韌帶（ACL）的損傷，這是最為著名的威脅運(yùn)動(dòng)員職業(yè)生涯的損傷。“我們使用最基本的靜電紡絲，這是利用電荷從液體中繪制出的非常細(xì)的——典型的微觀結(jié)構(gòu)——纖維，”阿姆斯登說(shuō)道。“我們將丙交酯-己內(nèi)酯共聚物溶解在溶劑中，采用靜電過(guò)程，它會(huì)圍繞一個(gè)中心迅速螺旋纏繞形成纖維絲。”到這一步為止，一切都很順利，然而令阿姆斯登沒有想到的是，當(dāng)對(duì)聚合物纖維進(jìn)行軸向牽引時(shí)，它會(huì)收縮并形成卷曲的結(jié)構(gòu)——這與人類膝蓋中自然產(chǎn)生的韌帶膠原極為相似。“我們沒想到電紡絲技術(shù)會(huì)導(dǎo)致纖維發(fā)生自然的卷曲，”他承認(rèn)。“然而我們非常迅速的意識(shí)到，我們偶然的發(fā)現(xiàn)了一個(gè)完美卷曲結(jié)構(gòu)，來(lái)作為在損失組織上移植和生長(zhǎng)膠原纖維的三維支架。”
組織工程的新轉(zhuǎn)折
組織工程的首次提出是在19世紀(jì)80年代中期，使用聚合物來(lái)促進(jìn)這一過(guò)程是在90年代早期出現(xiàn)的，將可生物降解的聚合物引入這項(xiàng)工程只是其中的一個(gè)環(huán)節(jié)。“我們目前使用的材料是唯一與人類原生韌帶有相似性質(zhì)的物質(zhì)，”阿姆斯登說(shuō)。“可生物降解的聚合物在作為支架引導(dǎo)細(xì)胞的過(guò)程中非常穩(wěn)定，它們最終會(huì)隨著細(xì)胞的生長(zhǎng)和本身分泌物形成的蛋白質(zhì)而被瓦解和替代。在治療過(guò)程結(jié)束后，除了病人自身的組織，別的什么都不會(huì)留下。”
阿姆斯登說(shuō)：“在這個(gè)研究中，不存在什么科學(xué)怪人，因?yàn)樯婕暗降乃袞|西幾乎全是屬于你的。唯一不屬于你的元素就是聚合物，但它最終會(huì)消失的。”