@ 2017.12.12 , 23:00

用人体器官做折纸

用人体器官做折纸
Credit: Northwestern University

科学家们从卵巢、子宫、心脏、肝脏和肌肉等器官中创造出了像纸一样的生物材料,这些材料纤薄灵活,能够被折叠成各种结构。不过,研究小组并不是从人类器官那儿来获取这种纸。他们是收集猪和牛的内脏,再把这些遗弃物处理成有用材料。科学家们表示,这些新的“组织薄纸”材料保留了器官原有的细胞特性,因此它们可以协助身体再生相关的器官组织来促进伤口愈合。

这项研究的合著者、伊利诺斯州埃文斯顿西北大学材料科学与工程助理教授Ramille Shah在一份视频声明中表示:“因为这种器官纸中含有实际器官组织中的成分,所以在植入时细胞不会排斥它们。”

这些新材料的发明源于一次偶然的墨水泄漏。该研究的主要作者、美国西北大学的材料工程师Adam Jakus发明了3D打印机里用于制造卵巢的墨水。当他擦拭泄漏的墨水时,发现墨水已经形成了一个非常有韧性的干片。Jakus表示:“当我把它捡起来的时候,有一种很强烈的感觉告诉我,其他的器官也可以用来制造大量的生物活性材料。”

Jakus和他的同事们从猪和牛的提取出结构蛋白,即所谓的细胞外基质。随后,科学家们将这些器官的蛋白质烘干,并将其磨成粉末与溶剂相混合以产生墨水。当这种墨水的形成的薄膜被晒干后,它们就变成了像纸一样的干片。

每张组织薄纸都柔软的像标准的办公室用纸,甚至可以用这些纸叠千纸鹤。Jakus表示:“它们很容易被储存、折叠、卷起、缝合和切割。如果医生想要在外科手术中使用它们,扁平性和灵活性自然是很重要的。”

每张薄纸上都含有残留的生物分子和来自其源器官的蛋白质结构。在实验中,这种组织纸可以支撑成年人类干细胞的生长。研究人员表示,这种新材料可以刺激细胞表现出潜在的治疗方式。例如,肌肉组织纸可以帮助促进肌肉细胞的生长。

Jakus说:“面部的很多肌肉都是扁平而薄的,也许肌肉组织可以帮助那些经历过创伤性损伤和先天缺陷的儿童生长肌肉细胞。如果肾脏或子宫因受伤或手术有切口,这些器官很快会出血,组织纸可以向内部绷带一样防止出血。”

此外在实验中,含有卵细胞的卵巢组织纸能够刺激与青春期和生育能力有关的激素。西北大学的生殖科学家Teresa Woodruff表示,这种植入物会帮助女性癌症患者恢复因化疗和放疗而失去的激素功能。

Jakus表示:“这很神奇,动物的肾脏、肝脏、心脏和子宫可以转化为像纸一样的生物材料,它们可以潜在地再生和恢复组织和器官的功能。我再也没办法用同样的眼光看牛排和嫩猪肉了。”

未来的研究应该会探索这些新材料是否能安全有效地在人体中使用。

研究人员与8月7日在《高级功能材料》杂志上详细介绍了他们的研究成果。

本文译自 livescience,由译者 镜子大王 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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