“可注射組織假體”能再生受損肌肉
2023-11-06 12:17:55
來源：科技日報
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據(jù)發(fā)表在最新一期《自然》雜志上的一篇論文稱，韓國基礎(chǔ)科學(xué)研究所研究人員在生物材料技術(shù)和康復(fù)醫(yī)學(xué)方面取得了重大進(jìn)展。他們開發(fā)出一種用導(dǎo)電水凝膠形式的“可注射組織假體”治療肌肉損傷的新方法，并將其與機(jī)器人輔助康復(fù)系統(tǒng)相結(jié)合。這為生物電子設(shè)備領(lǐng)域帶來了一種全新方法，并有望作為康復(fù)支持的軟組織假體。
長期以來，針對肌肉損傷的傳統(tǒng)康復(fù)方法一直圍繞高效閉環(huán)式步態(tài)康復(fù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)融合了輕型外骨骼和可穿戴或可植入設(shè)備。然而，現(xiàn)有電子材料的機(jī)械性能和剛性使其與軟組織不兼容，會導(dǎo)致摩擦和潛在的炎癥，阻礙患者康復(fù)。
為克服這些限制，研究人員轉(zhuǎn)向了通常用作皺紋平滑填充劑的透明質(zhì)酸。利用這種物質(zhì)，他們開發(fā)了一種用作“組織假體”的可注射水凝膠，它可在肌肉或神經(jīng)組織再生時，暫時填補(bǔ)缺失的組織間隙。
這種材料的可注射性使其與傳統(tǒng)的生物電子設(shè)備相比具有顯著的優(yōu)勢。由于這種水凝膠高度“組織樣”的特性，其能與生物組織無縫接合，并且可輕松地施用于難以到達(dá)的身體部位，而無需進(jìn)行侵入性手術(shù)。水凝膠中的可逆和不可逆交聯(lián)能適應(yīng)注射過程中的高剪切應(yīng)力，確保了優(yōu)異的機(jī)械穩(wěn)定性。這種水凝膠還含有金納米顆粒，使其具有良好的電學(xué)性能。它的導(dǎo)電特性允許電生理信號在損傷組織的兩端之間有效傳輸。此外，這種水凝膠是可生物降解的。
研究人員在嚙齒動物模型中進(jìn)行了測試。為了模擬肌肉損失和損傷，他們從動物的后腿上移走了一大塊肌肉。通過注射水凝膠和植入兩種可伸縮的組織接口設(shè)備來進(jìn)行電感應(yīng)和刺激，研究人員能夠改善“受傷”的動物的步態(tài)。在肌肉電信號的引導(dǎo)下，水凝膠假體與機(jī)器人輔助相結(jié)合，在沒有神經(jīng)刺激的情況下，共同幫助改善了動物的步態(tài)。此外，在使用導(dǎo)電水凝膠填充肌肉損傷后，肌肉組織再生得到了長期有效的改善。（記者張佳欣）
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