美国罗文大学(Rowan University)的一支研究团队开发了一种可注射的生物材料,这种材料有望显著改善脊髓损伤后的恢复结果。这项研究最近发表在《生物材料》(Biomaterials)期刊上,介绍了一种多功能水凝胶系统,旨在应对阻碍中枢神经系统再生的复杂生物环境。
这项研究由亨利·M·罗文工程学院(Henry M. Rowan College of Engineering)生物医学工程系的路易斯·S·帕内(Louis S. Paone)和彼得·A·加利(Peter A. Galie)博士领导,提出了一种通过将多种治疗药物结合到一个单一、可注射平台上的新方法来修复脊髓。
这一创新的核心是透明质酸(Hyaluronic Acid, HA),这是一种天然存在于体内的分子,研究团队将其设计为生物活性化合物的纳米载体。随后,他们将这种材料嵌入一种对温度敏感的凝胶中,这种凝胶在注射时会固化,从而可以微创地直接递送到损伤部位。
研究人员对其进行了改良,使其携带两种关键成分:一种阻断导致疤痕形成的蛋白质,另一种帮助引导神经细胞向正确方向生长。这些成分被包裹在一种对体温有反应的凝胶中,便于注射且侵入性较小。
通过同时针对疤痕形成以及阻止受损神经纤维再生的过程,该系统旨在为神经再生创造更有利的环境。
在实验室测试和动物研究中,这种凝胶显示出了令人鼓舞的结果。它不仅能够以稳定的速度释放其愈合因子,还帮助神经纤维和支持细胞进入受损区域。仅几周后,治疗就显示出神经连接有所改善的迹象。
目前临床上使用的标准方法只能向损伤部位递送单一药物。负责项目的概念开发和数据分析的加利(Galie)表示,结果令人兴奋,因为这种新材料是一个模块化平台,允许研究人员结合任何类型的治疗剂,无论是小分子药物、单克隆抗体还是肽类药物。
“你可以根据自己的分子工具箱,以任何方式添加或装饰这种材料,”加利说道。“我们希望创造一种机制,将多种治疗剂递送到损伤部位,以应对阻止恢复的复杂环境。”
他们的概念验证研究是与德雷塞尔大学医学院(Drexel University College of Medicine)的科学家合作进行的,其中包括伊扎克·费舍尔(Itzhak Fischer)博士、金英(Ying Jin)博士和朱利安·布耶(Julien Bouyer),后者贡献了神经科学的专业知识,并帮助在动物模型中测试了这种凝胶。
这项研究代表了中枢神经系统损伤联合疗法发展的重要一步。尽管在该疗法能够在人体中测试之前还需要更多的研究,但结果无疑是一个令人振奋的进展。研究团队希望,通过一次简单的注射递送多种愈合因子的方法最终能够为脊髓损伤患者提供更好的恢复选择。
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