胶原蛋白可以帮助修复受伤的肌腱吗?这些组织工程师是这样认为的。

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生物医学工程学教授杰弗里·鲁贝蒂(Jeffery Ruberti)使用东北学生制造的机器来创建一个受控的超声系统,该系统在跨学科科学和工程综合体中生产胶原蛋白。Ruby Wallau/Northeastern University的照片

肌腱受伤可能立即发生。散发出大声的流行和剧烈的痛苦,即使是最随意的运动员的生活方式也可以永久改变。东北部生物工程教授杰夫·鲁贝蒂(Jeff Ruberti)亲自学习了这一不幸的课程:在2017年的一次会议上踢足球时,他脚步脚步改变了方向,并立即抢走了他的致命肌腱。

鲁贝蒂回忆说:“你做一段时间你做不到太多了。”“我开始经历有史以来100部最伟大的电影,脚步向上,脚趾指向,等待它愈合。这已经快两个月了,我离开了塑料靴子,今天还不是完全正确的。“

他说,目前,只有几种可供肌腱修复的选择,而且他们并不总是为患者提供100%以前的活动能力。外科医生通常会让肌腱自行愈合,或者将眼泪的松散末端缝合在一起。两种疗法都需要进行严格的物理治疗,然后才能开始反弹。

Ruberti可能找到了更好的方法。他学习,结缔组织将我们的大部分身体融合在一起,并认为操纵它会导致肌腱损伤的恢复时间更快。

“胶原蛋白是无脊椎动物动物中的结构分子。在每种组织中,从肌腱到角膜都采取不同的形式。它由小的小分子组成,这些分子组合成越来越大的链,将我们的细胞固定在适当的位置。”

这些分子具有特殊的特性。将它们放在培养皿中,它们不会形成太多任何东西,但是Ruberti发现,如果您开始拉动它们,它们将开始彼此相处,并形成可识别的类似弦乐的结构。

他说:“那是一个基本发现。”“我们的研究表明,胶原蛋白在拉伸时将自己组装成天然负荷结构。这意味着与不相比,它在拉动它时更稳定。”

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他认为,如果可以将胶原蛋白分子放入伤口部位并施加正确的负载,则可能使受损的肌腱比现有方法更快地愈合。

不过,这样做并不容易。将松散的胶原蛋白注入肌腱不会做太多,因为大部分会在伤口自组装之前远离伤口。为了真正成功,分子必须直接停留在受损的组织上,而周围的肌肉则屈曲并拉动位置,从而导致胶原蛋白分子连接在一起。

为了实现这一壮举,Ruberti的实验室将胶原蛋白操纵为两种不同的形式。第一个是一种称为“亚稳态”胶原蛋白的凝胶状材料,可以向受伤的肌腱提供松散的胶原蛋白分子。另一个是稳​​定的浓密胶原蛋白垫,可以将凝胶固定在适当的位置。

他说:“将阿喀琉斯肌腱骨折的绳索骨折。”“稳定的胶原蛋白的作用就像一块胶带包裹在破碎的斑点上,将末端固定在一起。稍微,肌腱可能开始掺入这些分子。”

在此过程中,胶原蛋白可能会组装长链,其中弯曲细胞(创建生物肌腱的细胞)然后可以安顿下来并生长。“这是关于肌腱修复的完全不同的思考方式。”他补充说。

Ruberti已经开始考虑将该技术推向市场。他曾与他的前博士生帕特里克·布拉德利(Patrick Bradley)以及前骨科研究员亚当·哈丁(Adam Hacking)创立了一家小公司,他希望最终将他的实验室的工作变成可行的治疗方法。他已经在实验室中测试了该技术的元素,并正在进行动物测试。如果成功的话,他认为这种新的胶原蛋白技术对于职业运动员和精英士兵来说可能是无价的,那些依靠以峰值形式保持身体以完成工作的人。

“职业足球队支付数百万美元来训练他们的顶级球员。对于海军海豹突击队或军队游骑兵来说,训练他们的费用数百万美元。但是,从事两项工作的人可能会受到训练的伤害,使他们完全退出佣金,”他说。

使用这种新方法,不仅可以更快地修复受损的肌腱,而且还可以让他们返回高影响力的工作,而害怕反复受伤。Ruberti补充说,这不仅可以改善精英运动员的生活,而且还可以改善教授的生活。幸运的是,他将能够从坐在沙发上八周的时间里挽救其他人。


进一步探索

最近确定的分子可能导致修复肌腱的新方法

由...提供东北大学
引用:胶原蛋白可以帮助修复受伤的肌腱吗?这些组织工程师是这样认为的。(2019年8月2日)2022年7月29日从//www.pyrotek-europe.com/news/2019-08-collagen-tendons-tissue.html检索
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