科学家将血液转化为再生材料,为个性化的3D打印植入物铺平了道路

2024-11-19 10:57:07

科学家们基于血液创造了一种新的“生物协同”材料,已被证明能够成功修复骨骼,为个性化再生血液产品铺平了道路,这些产品可以作为有效的治疗方法,用于治疗伤害和疾病。

诺丁汉大学药学院和化学工程学院的研究人员利用肽分子指导自然组织愈合过程中的关键过程,创造出增强组织再生的活性材料。这项研究发表在《先进材料》期刊上。

我们身体的大多数组织已经进化到能够以惊人的效率再生破裂或骨折,只要这些损伤的尺寸较小。这种愈合过程极其复杂。最初的阶段依赖于液态血液形成固态的再生性血肿(RH),这是一个丰富且活跃的微环境,包含关键细胞、大分子和协调再生的因素。

团队开发了一种自组装方法,将合成肽与患者全血混合,创造出一种材料,利用自然愈合过程中的关键分子、细胞和机制。通过这种方式,他们能够工程化再生材料,不仅能模仿自然的RH,还能增强其结构和功能特性。

这些材料可以轻松组装、操纵,甚至在保持自然RH的正常功能(如正常的血小板行为、生长因子的产生和对愈合重要的相关细胞的招募)的同时进行3D打印。利用这种方法,团队已经展示了使用动物自身的血液在动物模型中成功修复骨骼的能力。

诺丁汉大学药学院和化学与环境工程系生物医学工程与生物材料教授Alvaro Mata领导了这项研究,他说:“多年来,科学家们一直在寻找合成方法来重现自然的再生环境,鉴于其固有的复杂性,这已被证明是困难的。在这里,我们采取了一种方法,尝试与生物学合作,而不是重新创造它。

“这种‘生物协同’方法为开发再生材料开辟了机会,通过利用和增强自然愈合过程的机制。换句话说,我们的方法旨在使用我们已经进化出的再生机制作为制造步骤,以工程化再生材料。”

诺丁汉大学工程系的Cosimo Ligorio博士是这项研究的共同作者。他说:“能够轻松且安全地将人们的血液转化为高度再生的植入物,这真的很令人兴奋。血液实际上是免费的,并且可以从患者那里相对容易地获得较高体积。

“我们的目标是建立一个工具包,可以在临床环境中轻松访问和使用,以快速且安全地将患者的血液转化为丰富、易于获取且可调的再生植入物。”


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3D打印植入物

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