研究人员在UL的伯纳尔研究所开展工作,他们的研究结果发表在生物材料的研究.
根据一份新闻稿,他们开发了新的混合生物材料。他们转向了基于现有组织工程实践的纳米颗粒。因此,他们成功地合成了促进脊髓损伤后修复和再生的材料。
UL工程学院副教授莫里斯·柯林斯(Maurice Collins)领导了该团队。该研究的主要作者、UL的博士候选人亚历山大·塞拉芬(Aleksandra Serafin)也是如此。他们的研究使用了一种新型脚手架材料和一种独特的新型导电聚合物复合材料。这促进了新组织的生长和生成。
“脊髓损伤仍然是一个人一生中最虚弱的创伤性损伤之一,影响着一个人生活的方方面面,”说柯林斯。“由于目前没有广泛可用的治疗方法,对这一领域的持续研究对于找到改善患者生活质量的治疗方法至关重要,研究领域转向组织工程以寻求新的治疗策略。”
研究小组指出,人们对导电组织工程支架的兴趣日益浓厚。这是由于暴露于导电支架改善了细胞生长和增殖的结果。
Serafin说,PEDOT:PSS在生物医学应用中的商用聚合物存在局限性。这种聚合物依赖于PSS成分来保证水溶性。然而,当植入人体时,它表现出较差的生物相容性。
塞拉芬说:“这意味着一旦接触到这种聚合物,人体就会产生潜在的毒性或免疫反应,这在我们试图再生的已经受损的组织中并不理想。”“这严重限制了哪些水凝胶成分可以成功地加入到导电支架中。”
克服的局限性
研究人员开发了新型PEDOT纳米颗粒(NPs)来克服这一限制。这些NPs的合成允许对NPs的表面进行量身定制的修改。这种方法有助于实现预期的细胞反应。这增加了可加入的水凝胶组分的可变性。
研究人员说:“在生物材料中引入PEDOT NPs增加了样品的导电性。”“此外,植入材料的力学性能应该模仿组织工程策略中感兴趣的组织,开发的PEDOT NP支架与原生脊髓的力学值相匹配。”
研究人员在体外干细胞和体内脊髓损伤动物模型中评估了这些NPs的生物学反应。他们在支架上观察到“优秀的”干细胞附着和生长。这些测试还表明,与没有支架的损伤模型相比,轴突细胞向脊髓损伤部位迁移更多,瘢痕和炎症水平更低。
Serafin说:“这些结果为患者提供了令人鼓舞的前景,并计划对这一领域进行进一步的研究。”“研究表明,脊髓损伤远端运动神经元的兴奋性阈值往往更高。未来的项目将进一步改进支架设计,并在支架中创建导电性梯度,向病变远端增加导电性,以进一步刺激神经元再生。”
爱尔兰研究委员会与强生公司合作,为该项目提供资金。爱尔兰富布赖特协会(Irish Fulbright Association)也做出了贡献,促成了与加州大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego)的研究交流。UL科学与工程学院和健康研究所的教员也提供了支持。