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新的水凝胶材料可以帮助身体的蜂窝修复过程

时间：2022-01-01 12:25:04 来源：

荧光增强显微镜图像显示在小鼠中卒中后的健康血管生长。

在新出版的研究中，生物分子工程师和医生证明了一种治疗材料，可以在伤口或中风后促进更好的组织再生。

在身体的典型愈合过程中，当皮肤像皮肤这样的组织损坏时，身体会增加替代细胞。整联蛋白是在对创造新组织至关重要的细胞过程中重要的蛋白质。其中一种方法是细胞粘附，当新细胞“粘附”对细胞之间的材料时，称为细胞外基质。另一个是细胞迁移，其中在细胞表面，整合素有助于通过细胞外基质“拉动”细胞以将细胞移动到位。然而，这些过程不会发生在脑卒中期间受损的脑组织中。这就是为什么科学家试图开发可以促进这种愈合形式的治疗材料。

可注射的凝胶状材料称为水凝胶，即UCLA研究人员通过在伤口内形成具有作为人造细胞外基质的支架来帮助这种修复过程，并且新组织在这种情况下增加。

使用可注射凝胶不是新的，但之前的凝胶支架导致新形成的组织中的血管弱血管。在自然材料中发表的新发现表明，当支架含有特定的整合素结合分子时，形成的新血管较强。

“可注射的凝胶脚手架有点像植物植物的花园格子，”Tatiana Segura，化学和生物分子教授，生物工程和皮肤病学，领导了研究。“本身就像传入的新组织一样善于支持其增长。这种新材料类似于具有非常特异性肥料的格子，以帮助植物生长健康和强烈。“

甚至将凝胶与促进血管形成的蛋白质组合，例如血管内皮生长因子，如VEGF，脚手架内的新组织中的血管趋于泄漏，并且也倾向于丛生在一起。

为了克服这一点，研究人员深入了解整合蛋白结合分子与凝胶相互作用以及这些分子如何影响血管生长。

它们测试了两种类型的带有不同整合素结合分子的支架。两支架也含有VEGF蛋白。他们发现其中一个脚手架 - 与已知为“3/51”的整联蛋白结合 -α 工α作β得很好。它指示更高质量的维修和血管再生。此外，他们发现3/51结合α支α架β还引导血管的形状，是一种称为形态发生信号传导的过程。

它们测试的另一个整合素结合支架仍然存在漏血和簇血管的问题。

“除了新组织和血管的结构支持之外，添加特异的整合素结合分α子α3/51，β讲述了围绕组织的血管，血管强，定义为与我们测试的其他人相反，其中新血液Segura说，血管易于泄漏和夹住太靠近。“

该研究的领先作者是Segura建议的2017年UCLA博士毕业生Shuoran Li。合作者还包括弗吉尼亚大学生物医学教授的大卫·佩芬医学院托马斯库马克尔博士，神经科医师和神经科学家，在弗吉尼亚大学生物医学工程教授。

在最近的工作中，研究人员证明，整合素结合可以用3/51结合支架在体外决α定α血β管结构，得到了与现有的血管分支连接的广泛网络。然后，研究人员在小鼠中α使α用β了相同的3/51支架，并且锯的血管形成的血管减少了下划线。

研究人员所说的下一步将使用整合素结合分子与其他水凝胶技术，其在中风后具有长期功能恢复的承诺，但新种植的血管不稳健。

“目前没有治疗，促进脑卒中后的大脑修复和恢复，”卡米克尔说。“行程中的所有疗法都侧重于导致脑卒中的脑血管中的初始堵塞。这意味着中风是成人残疾的最常见原因。这项研究很令人兴奋，因为它显示了通过在中风地区生长新的和良好的血管来改变中风中死亡和伤痕累累的组织的可行方法。“

Lina NIH，UCLA后博士学者和Segura实验室的成员，也是本文的作者。其他提交人包括来自化学和生物化学部门，机械和航空工程和电气工程部门的UCLA研究人员。其他作者来自格鲁吉亚科技;华中大学中国科技大学;和诺布林公司在Santa Clara，加利福尼亚州。

该研究得到了国家卫生研究院的支持。

Segura和合作者已经研究了用于组织修复的生物材料，包括可注射凝胶（不同于本研究的研究），最近，显示凝胶的工作可以减少炎症并促进神经祖细胞迁移到中风部位。

出版物：Shuoran Li，等，“水凝胶，精确控制的整合素激活决定了血管图案化和渗透率，”自然材料（2017）DOI：10.1038 / NMAT4954


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