再生医学使用从病人身上取得的细胞来治愈受损伤的组织。研究人员已经研究出具有蛋白质的无细胞基体，基体植入人体之后自身细胞会与其结合并生长。

 

高技术纤维材料可以用来替代人体组织。扫描电子显微镜照片表明细胞吸附在静电纺丝基体上。（来源：© Fraunhofer IGB）

再生医学使用从病人身上取得的细胞来治愈其受损伤的组织。德国弗劳恩霍夫研究所的研究人员已经研究出具有蛋白质的无细胞基体，基体植入人体之后自身细胞会与之结合并生长。新型植入体样品将在Medtec医疗展上展出。

捐献器官或人工植入物通常是那些遭受不可挽回的器官或组织损伤的患者唯一的治疗方案。但是受体对这样的植入物往往具有排异反应。基于自身细胞的植入体更容易被人体接受。但是为了实现增长，这些细胞需要相容的结构框架。来自斯图加特弗劳恩霍夫界面工程和生物工程技术研究所（Fraunhofer IGB）的研究人员与图宾根大学医院和加州大学洛杉矶分校（UCLA）密切合作正在致力于相关项目的研究，即开发合适的基体材料-也被称作支架材料。他们的解决方案是基于静电纺丝技术，这是利用电荷把如聚乳酸这类合成可降解的聚合物纺成纤维的过程。这些纤维进一步被用来够建一个三维无纺布。

病人体内生长的细胞

科学家们采用一个新方法，在静电纺丝过程中把蛋白质加入到了高分子材料里，整合后得到发丝般纤细的纤维。这样，材料植入人体后会作为基体，病人自身的细胞会与之结合。"静电纺丝使我们可以创建出一个无细胞的基体，植入病人体内后细胞可以在基体上生长。各种蛋白质可以吸引特定的细胞在支架上黏附并且生长。通过选择合适的蛋白质，我们可以培养出心脏组织，或者再生出其它受损器官。”来自Fraunhofer IGB项目组的科学家Svenja Hinderer博士解释到。

基体先被纺成片层状，之后在切割成需要的尺寸。比如为了修补受损的心肌，支架会根据受损区域的大小像毯子一样覆盖好受损的肌肉组织。这些高分子纤维在人体内经过大约48个月之后会慢慢的降解。在此期间，黏附在蛋白质上的细胞会找到适宜它们生长的环境，细胞重构自身的细胞群落，重新恢复组织原有的功能。

成功的生物反应器测试结果

目前，最初的实验室测试和生物反应器测试的结果表明研究成果是非常成功的。研究人员已经成功证明在体外很难培养的食管/气管细胞可以黏附于基体的核心蛋白聚糖蛋白并在那里生长。

其他蛋白质如基质细胞衍生因子SDF-1可以与祖细胞特异性结合，祖细胞是用于心肌梗塞之后心脏瓣膜构建和心肌细胞再生所必须的干细胞。“我们利用静电纺丝制得的植入体具有同正常瓣膜一样的机械和结构性能。在生物反应器中测试表明，植入体同原始瓣膜一样，在血压为120mmHg和80mmHg时会分别关闭和打开”，Hinderer说道。研究人员下一步要做的是对蛋白质包覆的支架进行动物实验。

这些由高分子和蛋白质纤维组成的杂化材料可以大量的制备和储存。IGB研究小组正在努力把该新型基体推向市场，以实现快速替代传统的心脏瓣膜置换术。研究人员评价道：“我们现在还不能说需要多久。”无细胞植入体的优势之一是它们被划分为医疗器械而非新型治疗药物，这意味它们等待审批通过的时间要短的多。“即便如此，这类植入前填充人类细胞的医疗器械获得许可的过程是漫长而昂贵的。”Hinderer解释道。研究人员将在4月21号到23号斯图加特举办的Medtec医疗展览会上展示这一高分子支架的样品。同时展示的还有用于支架上培养细胞的生物反应器。

新材料在线编译整理——翻译：赵欢    校对：摩天轮