生物兼容性支架結構可助修復受損心臟
2015-09-07 來源:中國聚合物網
加拿大工程人員最新開發的一種生物兼容性支架,可像“魔術貼”一樣將成片跳動的心臟細胞“扣”在一起,從而使裝配功能性心臟組織變得像搭鞋扣般簡單。
參與研究的多倫多大學化學工程系博士生張博洋向記者描述稱,心臟由許多條狀心肌纖維組織編織而成,“如果將單條纖維看做一維結構,(修復受損心臟的)第二步就是創建一個二維結構,然后將其組裝成三維結構。”
兩年前,張博洋所在的團隊曾發明出“生物線”(Biowire),模仿肌肉纖維在心臟中的生長方式。最新研究則將“生物線”技術從一維空間擴展到三維空間。他們用特殊聚合物POMaC創建出可供細胞生長的二維網格。該網格可裝成類蜂窩狀,不過其孔洞并非對稱,一邊要比另一邊更寬些。這一網格結構給細胞提供了一個“排排坐”的模板。當用電流進行刺激時,心肌細胞會收縮在一起,從而導致柔性聚合物發生彎曲。
研究團隊發表在最新一期《科學進展》雜志上的論文稱,將T形“柱子”綁定在蜂窩上,當第二層疊加其上時,這些“柱子”就會像小鉤子一樣,穿過蜂窩孔洞扣結到位。這如同魔術貼(粘扣帶)上的塑料鉤和環,設計的靈感來自植物為將種子黏在動物身上而生成的鉤刺。
張博洋表示,該技術的優勢表現在3個方面:“魔術貼”結構使心肌組織組裝更迅捷;可讓細胞聚合成心肌組織所需的條狀纖維,幾層網格疊加時類似彈簧,其上的細胞可伸縮跳動;可隨意組裝和拆卸的功能能用在許多研究領域。
該項技術最終將用來創制可修復受損心臟的人造組織,其模塊化性質可使為病人定制移植物更容易。未來這些微型模塊或可構建出手術所需的任意尺寸組織,而且聚合物支架本身可生物降解,會在短短數月逐漸分解并被人體吸收。
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(責任編輯:xu)
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