科学家们开发了一种新型水凝胶,能够在免疫系统的帮助下快速愈合动物伤口并最小化疤痕。这可能成为我们身体损伤愈合能力的升级。
微孔烧结颗粒(MAP)凝胶之前已被证明在支持组织生长和加速伤口愈合方面具有潜力。在此,MAP凝胶被修改以触发特定的免疫反应。
到目前为止,研究仅在老鼠身上观察了伤口愈合,但它可能有助于烧伤、割伤、糖尿病溃疡和其他类型的伤口,否则这些伤口会留下受损、有疤痕的皮肤。
“这项研究表明,激活免疫系统可以用来平衡伤口愈合的方向,从组织破坏和疤痕形成转向组织修复和皮肤再生,”杜克大学的生物医学工程师Tatiana Segura说。
疤痕组织的形成是身体对损伤的快速反应的一部分:它减少疼痛并限制感染的机会。然而,再生的皮肤并不完整,缺乏汗腺和毛囊,并且更容易受到未来的伤害。
团队已经使用MAP凝胶作为一种组织细胞以更快修复伤口的方法,在这里,他们试图通过翻转凝胶中特定化学连接剂的肽结构,使身体不会将其视为熟悉的物质,从而使其更难以分解,来延长生物支架的存在时间。
“以前我们曾看到,随着伤口开始愈合,MAP凝胶开始失去孔隙度,这限制了组织如何通过结构生长,”弗吉尼亚大学的生物医学工程师Don Griffin说。
“我们假设,减缓MAP支架的降解速率将防止孔隙关闭,并为组织生长提供额外的支持,这将提高组织的质量。”
然而,在小鼠实验中,团队试图通过使支架对身体的异样性延长其寿命的尝试产生了相反的效果:凝胶在伤口愈合时几乎完全从伤口部位消失了。
肽结构翻转确实触发了不同的免疫反应,但来自更专业的适应性免疫系统——它使用不同类型的细胞和更再生的反应来完成其工作。
在这种情况下触发的抗体和巨噬细胞能更好地去除水凝胶的痕迹,并以更接近原始皮肤的方式修复皮肤(包括毛囊)。
当然,这一过程仍需适应人体,但我们与其他哺乳动物共享许多修复机制,科学家们希望他们修改后的水凝胶最终能用于更快、更自然地修复伤口——甚至可能有助于疫苗开发。
“我对设计能够直接与免疫系统互动以支持组织再生的材料的可能性感到兴奋,”Segura说。“这是我们的新方法。”
该研究已发表在《自然材料》上。