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用器官制成的生物纸,能写能叠还能疗伤

来源:蝌蚪五线谱 2017-08-10     

  用器官制成的生物纸,能写能叠还能疗伤

  每个人都喜欢玩折纸做一些小动物,但美国的研究人员已经把他们的爱好升级到了一个全新的水平。

  科学家从真正的身体器官中,开发出了一种生物活性“纸”,它拥有薄而灵活的特性,可以折叠成各种小动物,就像你在上面看到的迷人的起重机…而它曾经可能就是肾、肝、或者心脏。

  虽然它听起来确实有点......呃......好吧是很恶心,但这种纸其实并不像听起来的那么可怕。首先,来自西北大学的研究小组并没有从人体器官中获取这些活性纸——至少我们没发现。

  相反,研究人员是从当地的一名屠夫那里捡拾不需要的猪和牛内脏,并把这些本应该丢弃的东西好好利用——因为这种柔软的纸样材料有一天可以用来治愈伤口,或者补充癌症病人缺乏的激素。

  用器官制成的生物纸,能写能叠还能疗伤

  图片来源:西北大学 Northwestern University

  “这种新型生物材料具有组织工程和再生医学的潜力,同样在药物的治疗方向也是值得研究的,”其中一名材料科学家Ramille Shah说。

  “它们用途很广泛,操作起来也很方便。”

  当时他们是在3d打印小鼠卵巢的研究中,偶然间发现了这种基于器官的纸。

  在一个偶然的机会下,研究人在使用明胶墨水,将实验室里的卵巢变成了干纸,由于这个奇怪的创新,就诞生了这个由器官制成的纸。

  “我当时就知道,我们可以从其它器官中制造大量的生物活性物质。我的脑子里仿佛‘叮’地出现了一个灯泡,我还可以用其他器官做这些东西!”其中一个研究人员Adam Jakus这样说道。

  研究人员转向使用猪和牛的器官,从动物卵巢、子宫、肾脏、肝脏、肌肉和心脏提取结构蛋白,即称为细胞外基质的物质。

  这些蛋白质可以帮助器官形成它们的形态,然后将它们与聚合物一起加工成新的类似纸张的结构。

  换句话说,虽然这种纸带着一点洛夫克拉夫特(美国怪诞小说家)式的毛骨悚然,但更重要的是,这些纸保留了来自其蛋白质来源的残留生物化学物质,也保留了由特定器官生产出来时的细胞特性。

  在实验室的测试中,研究小组利用从牛卵巢中获取的组织纸,在培养基中培养出具有功能性的、能分泌激素的卵泡。

  虽然这只是在动物身上测试,但该实验最终希望能够实现在病人的皮肤下植入由人类激素生成的组织纸,这可能是治疗癌症和激素缺乏患者的一个重要步骤。

  “年轻的患者经常为因为化疗和放疗而激素功能紊乱,这种活性纸可以为他们提供了另一种恢复正常的选择,”一位研究人员Teresa Woodruff解释道。

  由于活性纸具备延展性,因此它可以广泛应用于医疗领域。它折叠的感觉就像普通的纸一样,甚至可以被冻结供以后使用。

  他说表示:“即使湿了,纸巾也能保持它们的机械性能,它们仍然可以卷起来,折叠,切割,并缝合到器官组织上。”

  除了激素治疗的应用外,研究小组表示,柔韧的材料可以在伤口愈合时增加组织,从而加速恢复的速度,或者是防止因受伤形成瘢痕。

  当然,在研究小组将这一实验在人类病人身上实现之前,他们的下一步是研究如何在动物模型中实现。这是非常有希望的,因为当研究小组把人的骨髓干细胞放在组织纸上时,所有的干细胞都附着在一起并成倍增加。

  “这是一个很好的迹象,这表明这种活性纸支持人类干细胞的生长,”Jakus道,“因为这是一个判断的指标,一旦我们开始在动物模型中使用组织纸,它必须是生物相容的。”

  与此同时,至少有一件事是肯定的。

  Jakus表示:“令人惊讶的是,像肾脏、肝脏、心脏和子宫这样的动物副产品可以被转化为像纸一样的生物材料,这些生物材料可以潜在地再生和恢复对组织和器官的功能。”

  “我们再也不会用以往的方式去看牛排或嫩猪肉了。”

  研究结果发表在《先进功能材料》上。

  蝌蚪五线谱编译自sciencealert,译者 土豆同学,转载须授权