來自布萊根婦女醫院(BWH)的生物工程師團隊,近日開發出一種新的蛋白質基凝膠,當其暴露在光線下時,可以模仿許多彈性組織的性質,如皮膚和血管。關于這個研究的論文發表在《Advanced Functional Materials》雜志上,對新材料的關鍵性能進行了報告,其中有許多可以精細調整的性能,以及使用該材料在傷口愈合的臨床預模型中的結果。
“我們對于以蛋白質為基礎制備高強度的彈性材料很有興趣,因為諸多的人體內部組織都具有彈性。如果我們要使用生物材料來再生這些組織,我們需要其具有彈性和柔性”,該研究的共同主要作者Annabi說。 “我們的水凝膠是非常柔性的,是由生物相容的多肽制成,并且可以通過光激活。”
“水凝膠,是膠狀材料,可以模仿人體組織的性質,已經被廣泛應用于生物醫學,但目前可用的材料有一定的局限性。一些合成凝膠隨著時間的推移會降解成有毒的化學物質,兒有些天然凝膠的強度不足以承受通過它們的動脈血流,“Khademhosseini說。
這種稱為光交聯彈性蛋白樣多肽基(ELP)水凝膠的新材料,提供了幾種好處。該彈性的水凝膠是通過使用光激活多肽形成。當其暴露于光下,強鍵會在凝膠的分子之間形成,而不需要任何化學改性劑被添加到材料,即可提供機械穩定性。
該研究團隊報道的這種ELP水凝膠隨著時間,可以由天然存在的酶分解,而且不出現在實驗室中的活細胞進行測試出現的毒性作用。該研究小組還發現,他們可以控制材料的膨脹多少以及其強度,并且發現ELP水凝膠能承受比體內動脈組織更大的拉伸。
“我們的水凝膠有很多應用:它可以被用作細胞生長的支架,或者它可以在培養皿與細胞結合,然后注射到組織刺激生長,”Annabi說。 “此外,該材料可以用作密封劑,粘到組織損傷部位,并在傷口形成屏障。”
研究人員發現,可以把凝膠與二氧化硅納米粒子相結合,二氧化硅納米粒子是以前發現的一種止血微粒子,以此建立一個更強大的屏障,促進傷口愈合。
“這可以讓我們立刻得到一個停止出血的治療方法,”Annabi說。 “我們看到其在臨床應用的巨大潛力。我們的方法很簡單,而且材料是生物相容性,我們希望看到它在未來解決一些臨床問題。“
在批準用于人體使用之前,需要進行臨床預模型的進一步觀察,以測試該材料的性質和安全性。
- 浙大王征科課題組《Macromol. Rapid Commun.》: 泥鰍粘液-甲基丙烯酰化明膠超潤滑水凝膠 2025-06-30
- 西交大魏釗/北大楊根 Small 綜述: 力學性能可調動態水凝膠用于3D類器官培養 2025-06-27
- 華科大吳豪等 Sci. Adv.:可重復使用柔性電子系統用于醫療健康監測 2025-06-26
- UCLA賀曦敏/燕山大學秦志輝、焦體峰 Adv. Mater.: 具有優異機械性能和耐久性的完全可降解蛋白質凝膠-氫鍵供體的調控 2025-06-27
- 華東理工劉潤輝教授課題組 CCS Chem.:有效穩定蛋白質的伴侶樣活性絲膠蛋白 2025-06-17
- 浙大毛崢偉/丁元/王偉林團隊 Nat. Commun. : 新型自組裝蛋白質凝膠貼片 - 快速密封大出血! 2025-02-11