科学家创造出载有干细胞的微针系统 可加快伤口愈合速度

2020年06月10日 14:19 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒报道,干细胞是强大的工具,有朝一日可打开再生医学的新领域。现在一项新研究表明,某种类型的干细胞可以通过可溶解的微针输送到受伤的组织中,以愈合伤口。间充质干细胞(MSCs)负责补充体内的骨骼、软骨、肌肉和脂肪细胞。但最近科学家发现,它们具有更广泛的愈合潜力。如果将间充质干细胞引入受伤的组织,它们被发现能促进新血管的形成,减少炎症,并保持细胞活力。

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但也存在一些问题。首先,用普通针头将间充质干细胞注射到组织中会造成进一步的损伤和疤痕。另外,它需要大量的细胞来确保足够的细胞留下来做它们的工作。因此对于新的研究,Terasaki 研究所和加州大学洛杉矶分校的研究人员开始寻找一种侵入性更小、更有效的方法来输送间充质干细胞。该团队希望找到一种方法来保持间充质干细胞的健康,使它们能够在那里停留并发挥更长时间的功能,而不是大量引入它们。

为了做到这一点,研究人员希望重新创造间充质干细胞自然生活的那种环境。明胶纤维基质起到了作用,让间充质干细胞“扎根”,吸收营养,并开始愈合受损组织。下一步则是有效地将干细胞输送到组织中,而微针则是这部分的关键。微针非常微小,可以无痛地穿透皮肤或组织。它们通常以数千根为单位排列成一片,而且它们不仅仅是传递有效载荷--它们实际上是由它们输送的药物制成的。一旦进入皮肤,它们会随着时间的推移而溶解,缓慢释放药物。

在这种情况下,研究人员用明胶基质制作了微针,并加入了间充质干细胞。然后,这些针头被包在由一种称为PLGA的更坚韧的生物材料制成的外壳中。一旦嵌入伤口,PLGA首先溶解,微针开始在裂缝间伸出,使它们能够输送有效载荷。在实验室测试中,90%的间充质干细胞在24小时后仍然活着,并能发挥作用。

该团队转而在小鼠身上进行测试,小鼠的皮肤被切除了一小部分。PLGA涂层的微针使用普通的老式苏格兰胶带嵌入伤口,可以撕开留下它们。该团队将该系统称为可拆卸混合微针库(d-HMND),而且它似乎是有效的。通过测量一些不同的标志物,该团队观察到,该技术加快了伤口的收缩,皮肤和头发的重新生长,减少炎症,并刺激组织的重塑和新血管的形成。在所有这些因素中,该治疗的效果比直接向伤口注射MSCs或使用没有MSCs的微针更好。

“在未来的情况下,d-HMNDs可以在使用前不久在临床实验室中快速制造,应用于治疗皮肤损伤,并更广泛地探索作为各种其他疾病的治疗方法,包括黑色素瘤和其他皮肤病,可以受益于MSC细胞的力量,”该研究的共同通讯作者Ali Khademhosseini说。“这个概念甚至可以兼容在更多个性化的设备方法中使用患者衍生的细胞。”

该研究发表在《先进功能材料》杂志上。

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