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隸屬于UNIST的一個研究小組通過開發一種利用自體血液生產三維微血管植入物的技術,在組織再生方面取得了突破性的里程碑。這些植入物在需要血管再生的各種應用中具有巨大的潛力,包括慢性傷口的治療。
在UNIST生物醫學工程系Joo H. Kang教授的帶領下,該團隊成功開發了一種能夠將血液處理成人造組織支架的微流體系統。與以前依賴使用脂肪組織或富含血小板的血漿的充滿細胞的水凝膠貼片的方法不同,這種創新方法能夠在皮膚傷口內創建強大的微毛細血管網絡。自體全血的使用確保了相容性并促進傷口有效愈合。
該技術利用微流體剪切應力沿著血流流線方向排列成束的纖維蛋白纖維,同時激活血小板。這種排列和激活過程導致微環境內產生適度的剛度,這是促進內皮細胞成熟和血管化的最佳條件。當作為貼片應用于嚙齒類動物背部皮膚傷口時,這些植入式血管化工程血栓 (IVET) 表現出優異的傷口閉合率 (96.08 ± 1.58%)、增加表皮厚度、增強膠原蛋白沉積、毛囊再生、減少中性粒細胞浸潤并加速傷口愈合通過改善微血管循環。
慢性傷口帶來了重大挑戰,因為隨著時間的推移它們往往無法正常愈合,并可能導致與糖尿病和血管疾病相關的并發癥。在嚴重的情況下,由于血管損失導致氧氣供應和營養不足,它們可能會導致敗血癥——一種危及生命且死亡率很高的疾病。
康教授的團隊利用微流控技術的力量,將自體血液轉化為適合移植的IVET。這些 IVET 被植入實驗小鼠的全層皮膚傷口中,使整個受損區域快速、無疤痕恢復。該研究表明傷口部位的血管成功再生,促進了對傷口愈合至關重要的免疫細胞的運動,并加速了整體康復。
此外,研究小組通過將耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)(一種抗生素耐藥細菌)感染到皮膚損傷區域來評估IVET移植的效果。當將自體血液制成的人造血塊植入受感染的小鼠體內時,觀察到血管快速恢復,同時蛋白質和免疫細胞的遷移增強,以對抗細菌感染。此外,膠原蛋白形成和毛囊再生也沒有留下疤痕。
這些突破性的發現為使用自體血液植入物進行組織工程和傷口愈合的先進技術鋪平了道路。隨著進一步的發展和完善,這項技術具有巨大的潛力,可以徹底改變慢性傷口的治療策略,同時促進再生醫學的進步。
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