脊髓損傷研究新突破!新組織工程支架能促進組織修復

0

脊髓損傷是人體可能遭遇的最嚴重外傷之一,除了影響患者生活起居,造成的醫療社會成本也相當可觀。由於尚無廣泛高效的治療方法,目前主要研究多轉向組織工程來獲得新的治療策略,而愛爾蘭利墨瑞克大學伯納爾研究所(University of Limerick Bernal Institute)最近就開發出一種獨特的導電複合材料與組織工程支架的組合,能促進損傷後新組織的生長及再生,在治療脊髓損傷的應用上展現出十足潛力。

具生物相容性的新型 PEDOT 奈米顆粒支架

組織工程領域主要目標是透過體外建構來修復、再造器官及組織,由於人體細胞生長和增殖都會受到電刺激的影響,近年研究中導電生物材料也開始逐漸受到關注。而為了提高生物材料的電導率來符合醫療目的,目前開發上多集中在添加導電成分,像是奈米碳管(carbon nanotubes)或如 PEDOT:PSS 般的導電聚合物。

然而 PEDOT:PSS 中的 PSS 成分帶有水溶性,當身體接觸到就可能產生潛在的毒性或免疫反應,對於應用於試圖再生受損組織的治療目的上並不理想,也因為 PEDOT:PSS 在生物醫學應用中存在著嚴重局限性,在製造導電支架時能選擇的水凝膠成分也受到許多限制。

為了克服這項限制,利墨瑞克團隊開發了新型 PEDOT 奈米顆粒(Novel PEDOT nanoparticles, PEDOT NPs),在不需要 PSS 存在下就能實現所需的細胞反應,同時增加可打造支架時可選擇的水凝膠組成可變性。隨後團隊更再將其與由明膠、免疫調節透明質酸(immunomodulatory hyaluronic acid)組成的混合生物材料結合,打造出靶向脊髓損傷修復的生物相容性導電支架。

為了掌握設計的支架結構、特性和功能關係,團隊隨後也透過加州大學聖地亞哥分校(University of California, San Diego)合作夥伴及相關計畫中研究交流,在體外幹細胞和體內脊髓損傷的動物模型研究中,新型 PEDOT 奈米顆粒支架上都觀察到了出色的幹細胞附著和生長。

新型 PEDOT 奈米顆粒可提升生物材料的電導率

研究人員認為,新型 PEDOT 奈米顆粒的導入可提高生物材料的電導率,從研究來看,與沒有支架的損傷模型相比,新型 PEDOT 奈米顆粒支架模型中有更多的軸突細胞向脊髓損傷部位遷移,同時疤痕和炎症水平也較低,整體而言,結果顯示這些材料具有促進脊髓修復的應用前景。

脊髓損傷的影響不僅是生理上的負擔,也會嚴重影響患者的心理健康,找到改善患者生活質量的方法至關重要,研究團隊認為,這項研究結果提供了令人鼓舞的前景,團隊計劃持續研究,未來將改進支架設計創造電導率梯度,來進一步刺激神經元再生。

延伸閱讀:慢性頑固性疼痛患者新福音!脊髓刺激系統 Evoke 獲 FDA 核准上市

參考資料:
1. Biomaterials Research, 2022,https://doi.org/10.1186/s40824-022-00310-5
2. https://www.ul.ie/news/university-of-limerick-research-demonstrates-new-method-of-spinal-cord-tissue-repair

©www.geneonline.news. All rights reserved. 基因線上版權所有 未經授權不得轉載。合作請聯繫:service@geneonlineasia.com

Share.
error: 注意: 右鍵複製內容已停用!