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2019-02-01英國團隊研發驅動傷口癒合的新技術 590 期

Author 作者 編輯部
倫敦帝國學院(Imperial College London) 安奇斯特(Ben Almquist)的研究團隊, 近日將最新的「牽引力活化負載(traction force-activated payloads, TrAPs)」技術平台與醫材結合,它能與身體交互作用並驅使自然修復系統進行癒合,顛覆了傳統材料的運作模式。

許多材料如膠原海綿(collagen sponges) 或骨骼填充物,在過去常用來治療燒燙、褥瘡與骨頭受損的病人,然而組織修復的過程會隨時間改變,因此組織癒合時材料如何作用就相當地關鍵。當身體受傷時,一般來說人體細胞會爬過傷口中膠原蛋白的支架(scaffolds),並藉由牽動支架來活化癒合蛋白;新技術則是將DNA片段摺成3維適體(aptamers)後,緊貼於未活化的生長因子上,並加入客製化的把手(handle)供細胞牽動,這種仿生奈米結構即為TrAPs。

實驗發現,當細胞爬過TrAPs時,整個結構會像鞋帶一樣被解開,並將指引癒合細胞生長、複製的蛋白質釋出。把手除了啟動的功能外,經特殊設計後也可決定由哪一類型的細胞牽動;也就是說,根據細胞出現的時間點不同,TrAPs的把手設計可以讓蛋白質在對的時間點下,由對的細胞去啟動它。

此外,這項技術不僅不依賴外源(如光)、空間擴散(如酶、pH值變化)等因素觸發,也不需要被動活化(如水解)的介入,利用細胞牽引力便可活化生長因子,對於傷口的每個階段做不同的處置,TrAPs技術也使材料設計多了更多彈性!

Anna Stejskalová et al., Biologically Inspired, Cell‐Selective Release of Aptamer‐Trapped Growth Factors by Traction Forces, Advanced Materials, 2019.