带电的水凝胶可以帮助治愈脑部损伤

带电的水凝胶可以帮助治愈脑部损伤科学家们调整了水凝胶中交联剂分子的比例，使其具有类似脑组织的硬度，此外他们还在其中创造了微小的孔隙，作为细胞"筑巢"的场所。接下来，该凝胶被浸泡在生长因子血清中，以促进血管的生长，之后通过手术将其植入小鼠大脑的受损区域。三周后，人们发现周围脑组织的免疫细胞和神经细胞已经迁移到植入的水凝胶中，而且血管也开始在其中生长。研究人员随后将神经干细胞注射到凝胶中。40天后，这些细胞中的绝大多数已经存活，其中一些已经分化为神经元和保持神经元的星形细胞。此外，其中一些新的神经细胞已经迁移出水凝胶，并进入周围的脑组织，显示出该材料与大脑的整合程度。移植到水凝胶中64天后的神经干细胞--红框表示血管事实证明，不同步骤的时间间隔是非常重要的。当科学家们尝试同时植入凝胶和添加干细胞时，该程序并不成功。由谷川聪和田中伸弥教授领导的这项研究的论文已发表在《科学报告》杂志上。乔治亚大学(UniversityofGeorgia)的科学家们之前开发了一种自己的"脑胶"水凝胶，他们成功地用它来治疗老鼠的脑损伤。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346279.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346279.htm

从木浆中提取的新型水凝胶有望用来修补破碎的心脏组织

从木浆中提取的新型水凝胶有望用来修补破碎的心脏组织普林斯说："癌症是一种多种多样的疾病，两名患有相同类型癌症的患者对同一种治疗方法的反应往往大相径庭。肿瘤器官组织本质上是患者肿瘤的微型化，可用于药物测试，这可以让研究人员为特定患者开发个性化疗法"。作为普林斯聚合物材料实验室的主任，普林斯为生物医学应用设计合成仿生物水凝胶。这些水凝胶具有纳米纤维结构，并有大孔用于营养物质和废物的运输，从而影响机械性能和细胞相互作用。滑铁卢大学化学工程系教授普林斯利用这些人体组织模拟水凝胶促进了来自捐赠肿瘤组织的小规模肿瘤复制品的生长。她的目标是在对患者进行治疗之前，在微型肿瘤器官组织上测试癌症治疗的有效性，从而有可能实现个性化的癌症治疗。这项研究是与玛格丽特公主癌症中心的戴维-塞斯康（DavidCescon）教授合作进行的。滑铁卢大学的普林斯研究小组正在开发类似的生物仿生水凝胶，以用于注射给药和再生医学应用，滑铁卢大学的研究人员将继续引领加拿大的健康创新。她的研究旨在利用注入的丝状水凝胶材料重新生长心脏病发作后受损的心脏组织。她利用纳米纤维作为支架，促进受损心脏组织的再生和愈合。普林斯说："我们正在我博士期间开始的工作的基础上设计人体组织仿生水凝胶，这种水凝胶可以注入人体，在病人心脏病发作时输送治疗药物并修复对心脏造成的损伤。"Prince的研究是独一无二的，因为目前用于组织工程或三维细胞培养的大多数凝胶都不具备这种纳米纤维结构。普林斯的研究小组使用纳米粒子和聚合物作为材料的构件，并开发出了能准确模拟人体组织的纳米结构化学。普林斯研究的下一步是利用导电纳米粒子制造导电纳米纤维凝胶，用于治疗心脏和骨骼肌组织。这项创新有望推动再生医学和个性化疗法的发展，为健康创新做出重大贡献。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418091.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1418091.htm

特殊的水凝胶有朝一日可以治愈受伤骨骼中的空隙

特殊的水凝胶有朝一日可以治愈受伤骨骼中的空隙FmocFF/HA水凝胶模仿天然骨组织的细胞外基质（图）它的特殊之处在于它模仿了骨组织中细胞外基质的物理和化学特性。细胞外基质是包围所有细胞的支持性材料，其质量取决于它所属于的生物组织类型。在骨组织的情况下，基质具有刚性、纤维状（纤维）结构。通过复制这种结构--连同细胞外基质的化学成分--三维FmocFF/HA水凝胶鼓励邻近骨组织的细胞迁移到其中并进行繁殖。科学家们的想法是，如果一块水凝胶通过手术被放置在骨缺损处，最终凝胶将被新的天然骨组织完全取代。据报道，在实验室的实验中，水凝胶被用来填补老鼠头骨顶部一个直径5毫米的洞--这个空洞太大，无法自行愈合。头骨上的另一个洞没有被处理，作为对照，整个实验共使用了20只大鼠。特拉维夫的LihiAdler-Abramovich教授说："我们用各种方法监测了它们两个月。令我们高兴的是，骨骼缺陷通过再生得到了完全纠正，骨骼恢复了原来的厚度，并产生了新的血管。"对照组的情况并非如此，这表明FmocFF/HA水凝胶确实是造成这一结果的原因。这项研究在最近发表于《临床牙周病学杂志》的一篇论文中进行了描述。了解更多：https://www.eurekalert.org/news-releases/970793...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332355.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332355.htm

科学家通过重新规划小鼠的新陈代谢成功使受损心脏再生

科学家通过重新规划小鼠的新陈代谢成功使受损心脏再生心脏病发作或受到其他损伤后，心脏会用纤维疤痕组织重新修补，这有助于短期内将器官固定在一起，但这一部分不会和心肌细胞一样跳动。随着时间的推移，这会导致各种问题，从进一步的心脏病发作到最终的心力衰竭。心肌细胞与其他组织的主要区别之一在于它们的能量代谢。人体中的大多数组织通过一种叫做糖酵解的过程从糖中获取能量，但心脏却从脂肪中获取能量，这就是所谓的脂肪酸氧化。事实证明，这可能是开启心脏细胞再生的关键。这项研究的作者李翔和袁学军说："众所周知，能够再生心脏的动物物种主要使用糖和糖酵解作为心肌细胞的燃料。人类心脏在发育早期也主要使用糖酵解，但随后转而使用脂肪酸氧化，因为它能产生更多能量。随着出生后能量生产的转换，许多基因的活性发生了变化，细胞分裂活性也随之丧失。能量产生的个别代谢物对调节基因活动的酶的活性也有重要作用。因此，我们希望通过重新规划能量代谢来引发基因活动的变化，从而重新开启心肌细胞的细胞分裂能力"。为了在小鼠身上验证这一想法，研究小组关闭了一个名为Cpt1b的基因，该基因是脂肪酸氧化的关键。果然，这些小鼠的心脏开始生长，细胞数量在实验过程中几乎翻了一番。接下来，研究人员诱发缺乏Cpt1b的小鼠心脏病发作，然后让它们的心脏重新获得富含氧气的血液。这模拟了心脏病发作后接受支架治疗的病人。研究小组说，几周后，与对照组相比，试验小鼠心脏组织的瘢痕大大减少，心脏功能几乎恢复到心脏病发作前的水平。经过仔细观察，研究人员确定了这种效果背后的机制。关闭该基因会触发一个级联，有效地将心肌细胞重置为不太成熟的状态，使它们能够再生。当然，现阶段这只是在小鼠身上进行的概念验证，但研究小组表示，这可能是一条应用于人类的途径。应该可以开发出阻断Cpt1b所产生的酶的活性的药物，从而模拟患者需求的效果。不过，这离临床应用还很遥远。其他研究发现，利用干细胞或mRNA再生心脏也取得了成功。这项研究发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1392175.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1392175.htm

干细胞疗法可再生受损的心脏细胞并改善功能

干细胞疗法可再生受损的心脏细胞并改善功能心脏缺血最常见的原因是动脉粥样硬化，即动脉中斑块的堆积。如果动脉被斑块完全阻塞，则会导致心脏病发作或心肌梗塞。以前的研究已经研究了逆转由缺血引起的心肌损伤的方法，包括移植人类多能干细胞(hPSC)，这些细胞是未成熟的细胞，可以通过分裂和分化为构成人体的主要细胞群来自我更新.它们可用于创建所需的任何细胞或组织。在临床前试验中，新加坡国立杜克大学(Duke-NUS)医学院的研究人员培养了实验室制造的hPSC，并使它们分化为称为心脏祖细胞的前体心肌细胞。该过程的关键是研究人员使用层粘连蛋白，层粘连蛋白是一种指导某些组织细胞类型发育的蛋白质。在这里，研究人员在心脏中发现的层粘连蛋白类型上培养了祖细胞。将大约2亿个11日龄的祖细胞注射到受损的猪心肌中。人们看到它们在受损组织中迅速组织起来，产生心肌移植物并继续成熟。“早在注射后4周，就出现了快速植入，这意味着身体正在接受移植的干细胞，”该研究的第一作者LynnYap说。“我们还观察到新心脏组织的生长和功能发育的增加，这表明我们的方案有可能发展成为一种有效且安全的细胞治疗手段。”研究人员还发现心脏的泵血能力有了显着改善，并且由缺血引起的肌肉死亡区域的面积减少了。前体干细胞移植前（左）和移植后（右）猪心脏的电解剖图。紫色区域代表健康组织，而其他颜色区域代表受伤组织。先前的研究移植了已经开始跳动的心肌细胞，这导致了致命的心律失常。在目前的研究中，研究人员使用了在移植后成熟并开始跳动的非跳动细胞。使用不跳动的心脏细胞可将心律失常的发生率降低一半。当发生心律失常时，它们是暂时的，并会在大约30天内自行解决。此外，移植的细胞不会引发肿瘤形成，这是与干细胞疗法相关的另一个问题。研究人员表示，由于使用层粘连蛋白来培养干细胞，他们的技术易于重现且安全。“为确保患者安全，基于细胞的疗法必须显示出一致的疗效和可重复的结果，”该研究的合著者之一恩里科·佩特雷托(EnricoPetretto)说。“通过广泛的分子和基因表达分析，我们证明了我们基于层粘连蛋白的方案用于生成治疗心脏病的功能性细胞具有高度可重复性。”该研究的有希望的结果可能会导致一种可以再生因缺血受损的心肌的治疗方法。该研究的通讯作者KarlTryggvason说：“我们的技术使我们更接近于为心力衰竭患者提供一种新的治疗方法，否则他们将带着患病的心脏生活并且康复的机会很小。它还将通过提供一种经过试验和测试的方案对再生心脏病学领域产生重大影响，该方案可以恢复受损的心肌，同时降低不良副作用的风险。”该研究发表在NPJ再生医学杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364387.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364387.htm

纳米线心脏有机体新技术可为心脏病发作后的康复带来革命性变革

纳米线心脏有机体新技术可为心脏病发作后的康复带来革命性变革心脏病是美国人的主要死因，每36秒就有一个人死于心脏病。心脏病发作是心脏病的一种常见表现形式，当心脏供血受阻时，就会导致氧气和营养物质的缺失，造成不可逆转的组织损伤。虽然支架和药物能有效地重新打开阻塞的血管，但它们并不能修复心脏组织的损伤，从而使患者面临进一步并发症的风险。临床前研究表明，纳米线心脏器官组织有朝一日可以修复心脏，而不仅仅是防止进一步的损伤。南卡罗来纳医科大学（MUSC）和克莱姆森大学（CU）的生物工程师和临床科学家团队正在研究一种革命性的方法，它可以通过修复受损的心脏组织来改变心脏护理的格局。他们在8月份的《科学进展》（ScienceAdvances）杂志上报告了他们充满希望的临床前研究成果。该团队由梅颖博士领导，梅颖博士是中大和麻省大学生物工程项目的成员，在中大和麻省大学联合任职。该联合项目的博士生RyanBarrs是这篇文章的主要作者之一。"心脏病发作留下的损伤通常被认为是永久性的，需要进行心脏移植，而这种移植手术十分紧缺，"Barrs说。"为此，我们开发出了可导电的'迷你心脏'，可以注射到受伤的心肌中，恢复其泵血功能。"许多研究人员都试图破解如何帮助心脏自我修复的难题。补充死亡的心脏细胞并促进修复的一种有希望的策略是将干细胞分化成'促进修复'的心脏组织。然而，这种方法并不成功。要了解原因，请想象一下心脏病发作后心脏内的混乱环境--充斥着发炎的组织和无情的泵送，对新细胞毫不留情。梅说，加入单个干细胞就好比在暴风雨中种植一棵脆弱的树苗，生根发芽的机会微乎其微。"心脏经常会将干细胞挤压到血管中，造成潜在的副作用和效率低下，"梅解释道。"此外，单细胞在心脏中面临着恶劣的环境，尤其是在心脏病发作后，降低了它们的存活率和有效性"。梅和他的跨学科团队针对过去方法的弱点，提出了一种新策略。他们开发出了一种更有弹性的细胞结构，将干细胞衍生的心脏细胞包围起来，称为心脏器官组织。把它们想象成结构细胞的紧密团结，更有可能抵御心脏的挑战性环境。梅说："通过将这些细胞制成类似心脏的小型微组织，我们可以创造出一种更具可持续性和抵抗力的结构，能够抵御环境的突然变化。"为了评估有机体在临床前模型中治愈受损心脏的能力，梅与麻省医疗中心的细胞疗法和心脏病专家合作，其中包括王红军博士、KristineDeLeon-Pennell博士和DonaldMenick博士。在这项动物研究中，将这些心脏器官组织直接注入心脏后，模拟心脏病发作导致的功能丧失恢复了39%。这一发现表明，细胞装置不仅能防止进一步损伤，还有助于修复已经受损的组织。跨学科团队仍不满足，希望更进一步。梅说："我们意识到，还需要另一层工程来确保与宿主组织的适当整合。"因此，导电硅纳米线的想法应运而生。这些微小的生物相容性导线肉眼看不见，能增强器官组织，使其与原生心脏的电信号同步。这些电信号有助于聚集在一起的细胞协调运动，使它们能更有效地与现有心脏组织整合和泵血。结果是，心脏功能惊人地提高了69%。展望未来，纳米线人体心脏器官组织可能代表着心脏护理领域的一次飞跃，因为它们不仅能防止进一步的心脏损伤，还能积极修复已经造成的损伤。梅说："我们的研究首次在临床前模型中表明，纳米技术和类器官技术的结合有望修复心脏病发作后的组织损伤。"研究小组目前正集中精力加强和完善这项技术。Barrs说："我们计划更仔细地研究纳米线如何改善心脏类器官疗法。要使这种方法成为临床现实，还需要进一步的研究、测试和验证。如果研究继续显示出这种新方法的前景，梅希望它能在未来十年内进行临床试验。最终目标是提供一种比心脏移植更有效、更方便的疗法来治愈受伤的心脏。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1394931.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1394931.htm