美國加州大學聖地亞哥分校(UC San Diego)於日前研發了一全新的生物材料(biomaterial),可透過靜脈注入體內以降低組織發炎情形,並增進細胞與組織的修復。該研究團隊已成功將其應用於囓齒與大型動物中、心臟病所造成的組織損傷,並提供更多實驗證據指出該材料未來將有潛力應用於腦部創傷、肺動脈高血壓的狀況。此創新研究已由研究團隊刊登於 Nature Biomedical Engineering 期刊中。
創新治療將引領潮流?統整 2022 年核准的基因與細胞治療!(基因線上國際版)解決心臟病所造成的心肌組織損傷
目前心臟病尚無確切的療程可修復心臟組織損傷的情形,也因此每次發作都會促成結疤組織生成,進而影響心肌功能,並可能導致鬱血性心臟衰竭(congestive heart failure)。
為解決此一未滿足的臨床需求,UC San Diego 的生物工程教授 Karen Christman 博士先前就已帶領其研究團隊研發一種由心肌組織所製成的水凝膠,又名細胞外基質(extracellular martix, ECM),可注射入損傷的心肌組織中,並於受損區域形成支架,促進新細胞的生長與修復。該技術雖於 2019 年的 1 期臨床試驗展現成功結果,但由於只能在心臟病發作後至少一週後(或更久)的時間使用,研究團隊希望能再研發一種能在心臟病發作後,可即刻施打入靜脈的新材料。
改良水凝膠,分子更小、分佈受損組織更均勻
Christman 博士的研究團隊首先改良先前所研發的水凝膠。由於其分子粒徑對於標靶血管過大,團隊將其離心後保留奈米尺寸的分子,並將所得材料進行透析與無菌過濾後,再將其冷凍乾燥成粉末,最後再加入無菌水使之形成一種新型水凝膠。此新型生物材料的一項優勢為能均勻分布於受損組織,因其可透過靜脈注射或直接輸注入心臟的冠狀動脈中。
研究團隊接著將其應用於齧齒動物的心臟病模式中,可見生物材料自血管注入後,達血管和上皮細胞之間的組織,不但加速了血管的修復,更降低發炎反應。類似反應也可見於具腦損傷、肺動脈肺動脈高血壓的動物模式中。
也因此,Christman 博士期望將其在臨床前期試驗探索此生物材料的更多適應症,望能在更多疾病療程中扮演修復的角色;此外,她也預計向美國食品藥物管理署(FDA)申請人體臨床試驗以將其應用在心臟病的臨床治療中,降低心臟病患者的鬱血性心臟衰竭致病可能。
延伸閱讀:不只根除腫瘤還要預防復發!科學家開發新細胞療法對抗難纏癌症參考資料:
1. https://today.ucsd.edu/story/this-groundbreaking-biomaterial-heals-tissues-from-the-inside-out
2. https://www.nature.com/articles/s41551-022-00964-5
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