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美國萊斯大學的生物工程師14日發表在《科學進展》雜誌上的新研究中，介紹了一種生物活性支架。這是一種完全來自脫細胞骨骼肌的可調電紡支架，可促進受損骨骼肌的再生。
該生物活性支架是在實驗室通過靜電紡絲(si) 製造的，是一種可以生產(chan) 單微米級纖維的高通量工藝，可利用天然細胞外基質來模擬天然骨骼肌，並指導肌管（骨骼肌的組成部分之一）的排列、生長和分化。不需要聚合物輔助支架製作是此次研究相比傳(chuan) 統電紡脫細胞肌肉方法的一大特點。
預計這項研究可以減輕每年進行大約450萬(wan) 例修複平民和軍(jun) 事人員受傷(shang) 的重建手術的負擔。
“研究的主要創新是能夠製備完全來自細胞外基質的支架。”萊斯大學生物工程師兼首席研究員安東(dong) 尼奧斯·米科斯說，“這一點非常重要，因為(wei) 基質中包含了對特定組織的形成非常重要的所有信號模體(ti) 。”
這種支架利用脫細胞肌肉的生物活性線索，通過靜電紡絲(si) 提供可調節支架的交聯密度，從(cong) 而創造出一種富含生化線索和高度特異性形貌的支架。而且，作為(wei) 一種天然材料，當它被體(ti) 內(nei) 的新肌肉取代時會(hui) 降解，不會(hui) 對最終形成的組織產(chan) 生不利影響。
實驗表明，當支架沒有被交聯劑飽和時，細胞增殖情況最佳，這使得它們(men) 能夠接觸到支架基質中的生化線索。
大部分用於(yu) 肌肉再生的脫細胞基質來自皮膚或小腸組織等的薄膜。萊斯大學的研究生和主要作者莫莉·斯莫克說：“對於(yu) 肌肉，因為(wei) 它很厚、更複雜，切成更小尺寸後，原始材料的特性會(hui) 丟(diu) 失。”此次研究中，靜電紡絲(si) 讓支架具有可調節性，還能保持其關(guan) 鍵特性。
斯莫克說：“這種生物活性支架可以產(chan) 生高度排列的纖維，與(yu) 人們(men) 在骨骼肌中發現的結構非常相似，並具有促進創造新肌肉組織所需的所有生化線索。”她還表示，電紡工藝可以生產(chan) 任何大小的肌肉支架。
目前，研究人員表示，除了運動或創傷(shang) 導致的大肌肉損傷(shang) 中可運用這種支架外，它還有望在顱麵部肌肉得到應用。人體(ti) 麵部肌肉非常精細、結構非常精確，而運用支架可以幫助麵部做出表情和咀嚼等動作。
支架材料在外科手術中十分常見，它正在經曆一係列更新迭代。早期的支架材料大多由金屬製成，一方麵容易給患者身體(ti) 帶來某些副作用；另一方麵它們(men) 在患者體(ti) 內(nei) 完成其使命後，往往需要進行二次手術取出，給患者帶來額外的痛苦。如今，不但有了可被人體(ti) 吸收的生物活性支架，在設計製造環節也開始采用3D打印和人工智能技術，讓支架材料更“友好”，也更個(ge) 性化，這為(wei) 許多患者帶來了福音。
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