生物材料免疫控制的发现可减少种植体排斥反应

来自诺丁汉大学药学院和生命科学学院的研究小组发现，聚合物材料的表面形状(地形)和化学成分可以改变，从而创造出控制人体免疫反应的材料。这可能会在未来应用于对抗排斥的医疗设备，包括人工关节，牙科植入物和血管植入物。最近两项研究的结果发表在先进的科学而且事．

人工关节，支架和牙科植入物是使用生物材料来恢复功能或完全替代病变或受损组织的最常见设备之一。然而，在植入生物材料后，宿主反应是常见的，包括反应，如炎症，异物反应(FBR)，纤维囊发育，可导致植入物失败。

这些反应是由附着在植入物表面的免疫细胞单核细胞和巨噬细胞的激活所驱动的。的物理特性在材料或植入物的表面被称为“地形”，已知会影响巨噬细胞的附着。

Amir ghhaemmaghami教授是这项研究的共同负责人，他解释说:“我们正在寻找一种方法，可以创造出一种材料，可以安全地放入体内，而不会引起免疫系统的攻击和排斥。为了做到这一点，我们正在探索可以控制免疫反应的材料。我们已经使用高通量筛选技术来研究如何利用材料的地形和化学特性来设计潜在用于植入物的“免疫指导”表面，这影响巨噬细胞的功能，进而影响异物对生物材料的反应。”

控制免疫反应

一种最先进的高通量筛选方法用于研究2176种不同微模式的材料形貌和免疫细胞附着和行为之间的关系。

结果表明，直径5 ~ 10um的微米级柱是诱导巨噬细胞附着的关键，微柱的密度是控制炎症反应的关键。

该团队还发现了免疫指导聚合物化学物质，成功地控制了免疫响应在临床前啮齿类动物模型中。这是通过筛选不同聚合物的文库和识别控制巨噬细胞行为的材料来实现的。

一种人工智能算法被用来模拟材料化学和它们产生的细胞反应之间的关系。这些结果表明，不同的免疫诱导聚合物吸引不同数量的蛋白质吸附，这是巨噬细胞反应的关键。

摩根·亚历山大教授也共同领导了这项研究，他说:“这些最新的发现为诺丁汉大学正在进行的大量材料研究增添了新的内容，发现这些生物材料可能会成为医疗植入领域真正的游戏规则改变者，这是令人兴奋的。”将这些材料用于商业产品将是我们这项研究的最终目标，实现这一目标还有一段路要走，但这些发现是朝着这一目标迈出的重要一步。”

这项研究是与埃因霍温工业大学、澳大利亚拉筹伯大学和马斯特里赫特大学合作进行的。该项目由EPSRC“下一代生物材料发现”项目拨款资助，旨在发现新的生物材料。其目的是使我们能够超越现有的有限范围的聚合药物和细胞输送剂和医疗设备聚合物，目前被许可用于人类，以确定定制的材料，以优化功能的特定应用。

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