滑铁卢大学的研究人员开发出一种富含水分的凝胶，旨在为受损软组织愈合提供暂时支撑。这种材料受海参改变身体硬度的能力启发，是一种水凝胶。研究人员在肌腱受损的大鼠身上进行了测试，结果显示，与仅使用缝线修复相比，这种材料与更好的愈合效果相关。
这项工作指向了一种治疗损伤的潜在新方法：在这类损伤中，愈合组织需要支撑，但永久植入物可能并不理想。这种凝胶会逐渐分解并被人体吸收，而不是无限期留在体内。介绍这项工作的论文题为“具有广泛可编程力学性能的仿生水凝胶，用于软组织界面”，发表在Advanced Functional Materials上。
为不同组织设计的支架
水凝胶是含水量很高的材料。在本研究中，这种材料旨在作为损伤部位周围的临时结构，在材料自身降解的同时支持新组织生长。滑铁卢团队表示，这种设计可以调节凝胶的软硬程度。这一特性十分有用，因为人体不同部位的组织具有不同的力学要求。
例如，靠近大脑使用的材料，其表现方式就应不同于放置在肌腱周围的材料。项目负责人、滑铁卢大学机械工程学教授吴一民博士表示，这一区别是该研究的核心：单一支架未必适合所有软组织修复。水凝胶可编程的力学性能旨在让研究人员根据损伤部位定制支撑方式，而不是把软组织视为一个均质类别。
这种生物学灵感来自海参。这类动物以能够改变身体硬度而闻名。研究人员将这一广泛概念转化为一种合成的、湿润且柔韧的软组织界面材料。研究结果并未被视为一种已经完成的人体治疗方法，而是一个未来可能用于肌腱及其他软组织开发的平台。
临床前肌腱研究结果
经过近四年的研究，一个国际团队在大鼠临床前研究中评估了这种凝胶。研究人员称，与肌腱仅用缝线修复的动物相比，接受水凝胶治疗的肌腱受损大鼠显示出更好的愈合效果。
研究团队报告称，随着愈合进展，这种凝胶支持了排列更加有序的新组织生长。与仅使用缝线的对照组相比，修复后的肌腱也出现了改善。这些发现令人鼓舞，因为肌腱修复不仅仅是重新连接组织：修复部位必须恢复有用的结构，同时承受反复的机械应力。
在这项报告的研究中，凝胶在大约八周内降解。这种按时间消失的特性是设计的重要组成部分。目标是让支架在愈合期间提供帮助，随后被人体吸收，从而减少修复部位残留永久材料的可能性。
前景可期，但仍有漫长道路
这些发现仍处于临床前阶段。大鼠实验结果无法证明一种材料对人类安全或有效，这项研究也不构成临床治疗证据。未来还需要开展更多工作，以确定这种材料在其他模型中的表现、其力学性能能否可靠地针对特定用途进行调节，以及其降解过程和愈合反应是否适用于人类。
不过，这项研究凸显了再生医学的一种设计方向：将结构支撑与适应待修复组织力学特性的能力结合起来的临时材料。如果这种方法能够在最初的肌腱实验之外实现转化，它可能为临床医生提供一种介于简单缝合和更永久植入材料之间的选择。
目前，这项成果是一项临床前展示：一种可生物降解支架的性能可以调整，并且在报告的大鼠研究中，其使用与更有序的肌腱愈合相关。接下来的问题是，同样的临时支撑与可调节硬度组合，能否满足人体软组织修复更高的要求。
本文依据 Phys.org 的报道撰写。阅读原文。
Originally published on phys.org
