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生物材料

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生物工程凝胶有助于修复脑组织

在CLUVENA凝胶中已长入中风腔的组织的显微照片
生物组织长入中风腔

中风是世界范围内导致死亡和残疾的主要原因之一,仅在美国,估计就有600万人正经历着令人衰弱的后遗症。众所周知,大脑在脑血管发作后的再生能力有限。这是因为中风会损害大脑组织,并形成一个没有血管,神经元或轴突(从神经元突出的细神经纤维)的“死”腔。加利福尼亚大学洛杉矶分校的研究人员现已开发出一种生物工程化的血管生成凝胶,当将其直接注射到小鼠的中风腔中时,它可以促进新的脑组织生长以及沿着再生血管形成轴突网络。团队负责人解释说,这种凝胶中含有刺激这些血管生长的分子 塔蒂亚娜·塞古拉(Tatiana Segura)托马斯·卡迈克尔.

加州大学洛杉矶分校的研究人员使用由透明质酸,血管内皮生长因子(VEGF)和肝素纳米颗粒(结合生长因子分子)组成的非晶态非纤维水凝胶制成生物材料。注射后,凝胶会增稠以模仿脑组织的特性,从而为组织生长创造一个“支架”。

促进中风后的组织修复

Carmichael说:“这种簇状的VEGF纳米粒子(CLUVENA)水凝胶通过至少两种机制促进中风后的组织修复。” “它诱导中风腔中的血管生成和神经元连接的后续生长。肝素纳米颗粒还可以减少受损的中风部位周围的炎症和疤痕,并增强血管和神经元的生长过程。”

“材料的两个功能都是进行大脑修复所必需和必需的,”现就职于杜克大学的Segura补充道。

Carmichael继续说,在一个正常发育的身体中,血管和神经随着它们的成熟,成长和开始成年而一起成长为组织。在此过程中,神经和血管之间存在复杂的信号系统。通过刺激血管生成,然后促进新血管的成熟,局部脑细胞被“吸引”到这些血管并沿着它们生长连接。这被称为神经血管相互作用。

潜在的中风新疗法

他说:“我们的研究重要地表明,与单纯将VEGF自身注射入中风腔所观察到的相比,含有VEGF的纳米颗粒簇诱导的VEGF信号传导模式特异而非常不同。 物理世界。 Segura补充说:“这个聚集的VGEF促进了组织化和成熟的血管网络,这可能是神经向内生长的继发过程的关键。”

该研究在以下内容中有详细介绍 自然材料 她说,这也表明中风后组织并没有不可逆转的退化。 “因此,我们开发的一种生物材料可以在发作后注入中风腔,以再生脑组织并促进恢复。”这可能会带来潜在的中风后新疗法。”

在对小鼠的实验中,研究人员发现,动物的中风腔在16周后含有再生的脑组织,包括新的神经元网络。他们说,这是前所未有的。 Carmichael和Segura说:“具有新神经元的小鼠也表现出改善的运动行为,但我们不确定其背后的机制。”

“新的轴突实际上可以起作用,或者新的组织可以改善周围未受损的脑组织的性能。”

这项研究的重点是慢性中风后的一段时间(小鼠为5天,人类为2个月)。加州大学洛杉矶分校的团队现在将研究生物材料在更长的延迟后是否也能正常工作。

版权©2020年由IOP 出版 Ltd和个人贡献者