科學家創造出載有干細胞的微針系統 可加快傷口癒合速度

據外媒報道,干細胞是強大的工具,有朝一日可打開再生醫學的新領域。現在一項新研究表明,某種類型的干細胞可以通過可溶解的微針輸送到受傷的組織中,以癒合傷口。間充質干細胞(MSCs)負責補充體內的骨骼、軟骨、肌肉和脂肪細胞。但最近科學家發現,它們具有更廣泛的癒合潛力。如果將間充質干細胞引入受傷的組織,它們被發現能促進新血管的形成,減少炎症,並保持細胞活力。

科學家創造出載有干細胞的微針系統  可加快傷口癒合速度

但也存在一些問題。首先,用普通針頭將間充質干細胞注射到組織中會造成進一步的損傷和疤痕。另外,它需要大量的細胞來確保足夠的細胞留下來做它們的工作。因此對於新的研究,Terasaki 研究所和加州大學洛杉磯分校的研究人員開始尋找一種侵入性更小、更有效的方法來輸送間充質干細胞。該團隊希望找到一種方法來保持間充質干細胞的健康,使它們能夠在那里停留並發揮更長時間的功能,而不是大量引入它們。

為了做到這一點,研究人員希望重新創造間充質干細胞自然生活的那種環境。明膠纖維基質起到了作用,讓間充質干細胞「紮根」,吸收營養,並開始癒合受損組織。下一步則是有效地將干細胞輸送到組織中,而微針則是這部分的關鍵。微針非常微小,可以無痛地穿透皮膚或組織。它們通常以數千根為單位排列成一片,而且它們不僅僅是傳遞有效載荷–它們實際上是由它們輸送的藥物製成的。一旦進入皮膚,它們會隨着時間的推移而溶解,緩慢釋放藥物。

在這種情況下,研究人員用明膠基質製作了微針,並加入了間充質干細胞。然後,這些針頭被包在由一種稱為PLGA的更堅韌的生物材料製成的外殼中。一旦嵌入傷口,PLGA首先溶解,微針開始在裂縫間伸出,使它們能夠輸送有效載荷。在實驗室測試中,90%的間充質干細胞在24小時後仍然活着,並能發揮作用。

該團隊轉而在小鼠身上進行測試,小鼠的皮膚被切除了一小部分。PLGA塗層的微針使用普通的老式蘇格蘭膠帶嵌入傷口,可以撕開留下它們。該團隊將該系統稱為可拆卸混合微針庫(d-HMND),而且它似乎是有效的。通過測量一些不同的標志物,該團隊觀察到,該技術加快了傷口的收縮,皮膚和頭發的重新生長,減少炎症,並刺激組織的重塑和新血管的形成。在所有這些因素中,該治療的效果比直接向傷口注射MSCs或使用沒有MSCs的微針更好。

「在未來的情況下,d-HMNDs可以在使用前不久在臨床實驗室中快速製造,應用於治療皮膚損傷,並更廣泛地探索作為各種其他疾病的治療方法,包括黑色素瘤和其他皮膚病,可以受益於MSC細胞的力量,」該研究的共同通訊作者Ali Khademhosseini說。「這個概念甚至可以兼容在更多個性化的設備方法中使用患者衍生的細胞。」

該研究發表在《先進功能材料》雜志上。

來源:cnBeta