来自羊肠线的灵感设计——智能生物衍生缝合线能检测炎症

发布时间:2023-05-18  

据16日发表在《物质》期刊上的论文,受数千年前发明的羊肠线缝合线的启发,美国麻省理工学院的工程师设计了一种智能生物衍生缝合线。这种缝合线不仅可将组织固定在适当的位置,还能检测炎症和释放药物,尤其可帮助克罗恩病患者在切除部分肠道的手术后痊愈。


这种新型缝合线是从动物组织中提取的,类似于古罗马人最早使用的“肠线”缝合线。研究团队在缝合线上涂上水凝胶,这种水凝胶可嵌入传感器、药物,甚至是释放治疗分子的细胞。


肠线缝合的发展得益于羊肠线的制造工艺。羊肠线由来自牛、绵羊或山羊的纯化胶原蛋白链制成,可形成结实的线,在大约90天内自然溶解。直到今天,羊肠线仍然用于许多类型的手术。


此次,研究人员设想,这种缝合线应该能帮助克罗恩病患者截肠手术后的伤口痊愈。克罗恩病引起的瘢痕组织或炎症会导致肠梗阻,这类患者的部分肠道可能需要通过手术切除,然后将健康的两端连接起来并缝合。但如果缝合不严密,会对患者造成很大伤害。


为了帮助降低这种风险,麻省理工学院团队希望设计一种缝合线,不仅能将组织固定在适当的位置,还能检测炎症,而炎症是肠道缝合后未能正常愈合的早期预警信号。


研究人员用猪组织制作了新的缝合线。他们使用洗涤剂对猪组织进行脱细胞处理,以减少在宿主组织中引发炎症的可能性,留下一种无细胞物质,这一过程称为“脱肠”,在将组织脱水并拧成线后,研究人员评估了它的抗拉强度,发现它与商业上可买到的肠线相当。与传统的肠线相比,“脱肠”线缝合引起的周围组织的免疫反应要小得多。


研究人员表示,他们的方法提供了一种利用脱细胞组织进行传感和传递的新平台,这将打开组织衍生材料新应用的大门。


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