科学家使用低能量蓝光脉冲的仿生材料可重塑受损角膜

科学家使用低能量蓝光脉冲的仿生材料可重塑受损角膜渥太华大学的一个研究小组及其合作者揭示了一种由低能量蓝光脉冲激活的可注射生物材料在现场修复眼球穹隆外层方面的巨大潜力。资料来源：渥太华大学医学院多学科研究人员的研究结果令人信服，他们采用的设计方法以生物仿生学为指导，从大自然中汲取创新灵感，结果表明，新型光活化材料可用于有效重塑和增厚受损角膜组织，促进愈合和恢复。这项技术有可能改变角膜修复领域的游戏规则；全球有数千万人患有角膜疾病，只有一小部分人有资格接受角膜移植手术。移植手术是目前治疗角膜变薄等疾病的黄金标准，角膜变薄是一种不为人知的眼病，会导致许多人丧失视力。"我们的技术是角膜修复领域的一次飞跃。"渥太华大学医学院副教授、渥太华大学心脏研究所生物工程与治疗方案（BEaTS）小组研究员EmilioAlarcon博士说："我们相信，这将成为治疗包括角膜炎在内的对角膜形状和几何形状有负面影响的疾病患者的实用解决方案。"角膜是虹膜和瞳孔前面的保护性圆顶状眼球表面。它控制并引导光线进入眼球，帮助获得清晰的视力。角膜通常是透明的。但受伤或感染会导致角膜结疤。渥太华大学医学院副教授、渥太华大学心脏研究所生物工程和治疗方案（BEaTS）小组研究员埃米利奥-阿拉尔孔（EmilioAlarcon）博士。资料来源：渥太华大学医学院合作团队的研究成果发表在高影响力科学杂志《先进功能材料》（AdvancedFunctionalMaterials）上。该团队设计和测试的生物材料由短肽和称为糖胺聚糖的天然聚合物组成。这种材料以粘稠液体的形式，通过手术在角膜组织内形成一个微小的口袋后注入其中。在低能量蓝光的脉冲作用下，注入的肽基水凝胶会在几分钟内硬化并形成类似组织的三维结构。阿拉尔孔博士说，这将成为一种透明材料，其特性与猪角膜中测得的特性相似。使用大鼠模型进行的体内实验表明，光活化水凝胶可以增厚角膜，而且没有副作用。与其他研究相比，研究小组采用的蓝光剂量要小得多，他们还成功地在体外猪角膜模型中测试了这项技术。在进行人体临床试验之前，有必要在大型动物模型中进行测试。"我们的材料经过设计，能够采集蓝光能量，从而触发材料当场组装成类似角膜的结构。我们累积的数据表明，这种材料无毒，并能在动物模型中保持数周之久。"Alarcon博士说："我们预计我们的材料在人类角膜中将保持稳定且无毒，"他所在的渥太华大学实验室致力于开发具有心脏、皮肤和角膜组织再生能力的新材料。这项严谨的研究历时七年多才进入发表阶段。"从光源到研究中使用的分子，我们必须对这项技术所涉及的每一部分组件进行工程设计。这项技术的开发是为了实现临床转化，这意味着所有部件的设计都必须严格遵守无菌标准，最终实现可制造性，"Alarcon博士说。研究成果也是专利申请的重点，目前正在进行许可谈判。Alarcon博士是这项研究的资深作者，负责指导研究的材料设计方面，而渥太华大学的MarceloMuñoz博士和AidanMacAdam在创造这项新技术方面发挥了重要作用。跨学科合作者包括蒙特利尔大学科学家、角膜再生专家梅-格里菲斯博士和眼科与角膜移植专家伊莎贝尔-布鲁内特博士。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1373925.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1373925.htm

生物工程角膜恢复视障患者视力

生物工程角膜恢复视障患者视力瑞典林雪平大学和LinkoCare生命科学公司的研究人员联合开发了一种由猪皮中的胶原蛋白制成的类似于人类角膜的植入物。在一项试点研究中，植入物使20名角膜病变患者恢复了视力，其中大多数人在接受植入物之前是失明的。发表在《自然·生物技术》上的该项研究，以生物工程植入物作为人类角膜移植捐赠的替代方案，为角膜失明和视力低下的患者带来了希望。角膜主要由胶原蛋白组成。为了创造人类角膜的替代品，研究人员使用了源自猪皮的胶原蛋白分子，这些胶原蛋白分子经过高度纯化并在严格的人类使用条件下生产。使用的猪皮是食品工业的副产品，易于获取且具有经济优势。在构建植入物的过程中，研究人员稳定了松散的胶原分子，形成了一种坚固而透明的材料，可承受处理和植入眼睛。捐赠的角膜必须在两周内使用，而生物工程角膜在使用前可储存长达两年。研究人员还开发了一种新的微创方法来治疗圆锥角膜，患者角膜由于变得非常薄，可能导致失明。目前圆锥角膜晚期患者需要手术切除角膜，代之以捐赠角膜，使用手术缝合线将其缝合到位。这种手术是侵入性的，只能在较大的大学医院进行。新的手术方法不需要缝合，可以通过先进激光技术进行高精度角膜切口手术，也可在需要时使用简单的手术器械手动进行。该方法首先在猪身上进行了测试，结果证明它比传统的角膜移植更简单且更安全。伊朗和印度的外科医生使用了这种手术方法和植入物开展了试点临床研究。20名因晚期圆锥角膜而失明或濒临失明的人参加了研究并接受了生物材料植入物。手术没有并发症，组织愈合快；使用免疫抑制眼药水进行为期8周的治疗足以防止植入物发生排斥反应。对患者进行的两年随访表明，在此期间没有发现任何并发症。试点临床研究结果表明，角膜的厚度和曲率恢复正常。参与者视力改善的程度与利用捐赠组织进行角膜移植后一样。手术前，20名参与者中有14名失明。两年后，他们都不再是盲人了。3名在研究前失明的印度参与者在手术后视力几近完美。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1303559.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1303559.htm

新仿生材料可重塑角膜 几分钟内即可制成

新仿生材料可重塑角膜几分钟内即可制成用低能量的蓝光脉冲触发，能够在几分钟内硬化并形成3D结构，与眼角膜的特性相似。通过小鼠和猪实验后发现，增厚的角膜没有副作用。科学家称，在人体实验前，必须要在更大的动物模型中测试。一旦这些障碍被清除，这种方案的应用前景非常光明。通过利用仿生和蓝光的力量，该团队正在将眼科护理推向新的领域，为改善视力矫正手术和提高患者的生活质量创造机会。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1374293.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1374293.htm

每70名需要接受角膜移植的患者中只有1人能够获得角膜

https://mp.weixin.qq.com/s/dovFJzXCSCtHeRd0paHutQ全球有近1300万人因为疾病导致眼睛角膜的透明度或功能丧失而失明。他们唯一的选择是接受角膜移植。然而从逝者身上获得的角膜数量远远不能满足移植的需求。据估计，每70名需要接受角膜移植的患者中只有1人能够获得角膜。虽然首例角膜移植手术早在110年前就成功完成，但是至今科学家们还没有找到替代人类角膜的合适选择。这种情况有望得到改变，近日，瑞典的一支科学团队在NatureBiotechnology上发表论文，描述了一种基于从猪皮中获得的胶原蛋白，通过生物工程手段制造的人工角膜。在早期临床试验中，这种人工角膜让14名失明的患者全部恢复视力，其中3名患者的视力达到了正常人的水平。研究人员指出，这种人工角膜可能为患者提供一种人类角膜之外，更为简便、安全、可及性更高的替代选择。……重要的是，这种人工角膜在存储了24个月之后仍然能够维持它的机械、光学和化学特征，意味着它们可以提供一种“现货型”的角膜移植体。研究人员表示，这种人工角膜与从供体中获得的人类角膜相比具有多种优势，它可以提前生产并且储存长达2年，而人类角膜需要在两周内使用，否则就会被扔掉。接受人类角膜移植的患者需要至少1年的免疫抑制治疗来防止免疫排斥反应，这种人工角膜只需要8周的免疫抑制治疗。制造人工角膜的胶原蛋白来源充足，研究人员与一家食物加工厂合作，从加工食用猪剩下的猪皮废料中就可以提取和纯化大量的I型猪胶原蛋白。

港两大学合力研发电刺激角膜 可治抑郁和认知障碍症

港两大学合力研发电刺激角膜可治抑郁和认知障碍症香港大学李嘉诚医学院和香港城市大学的联合研究发现，在角膜表面进行电刺激（TES），可减轻动物模型中的抑郁症状，并改善其认知功能。据香港《星岛日报》报道，这次研究结果已于国际科学期刊《BrainStimulation》和《AnnalsoftheNewYorkAcademyofSciences》发表。由港大医学院林礼伟、城大电机工程学系副教授陈俪行及香港大学神经科学研究中心主任、港大医学院副院长（发展及基建）、生物医学学院教授、文洪磋家族基金教授（医疗科学）陈应城领导的研究小组，一直在寻找治疗神经精神疾病的替代方法。他们发现在角膜表面进行电刺激的非侵入性方法，可激活老鼠模型的大脑通路，从而产生显著的抗抑郁作用及降低血液中压力荷尔蒙的水平，也能促进海马体神经细胞内与生长相关的基因表达。团队的主要研究员博士生余泳珊及其他团队成员，也探索这种电刺激技术在认知障碍症的疗效。阿兹海默症是认知障碍症中最常见的类型，也是目前没有根治方法的脑神经退化疾病。研究结果发现，这种非侵入性的电刺激技术大幅改善了阿兹海默症小鼠模型的记忆力，并抑制大脑海马体中阿兹海默症主要标志物“β-淀粉样蛋白”。陈俪行近年致力研究经角膜电刺激（TES）诱发视觉和非视觉大脑皮层，她形容此研究为重大突破。TES是一种非侵入性治疗方法，原先主要用于治疗眼部疾病，如可将其应用于治疗神经精神疾病，无疑是一项重大的科技突破。陈应城指研究成果有助于研发崭新治疗，冀能为难治型忧郁症和认知障碍症病人带来新曙光。但他也强调，现在讨论TES在人类的应用还言之过早，必须进行临床试验以确认其疗效和安全性。发布：2022年7月7日9:04PM

AI材料可自我学习并形成“肌肉记忆”

AI材料可自我学习并形成“肌肉记忆”就像一个不用看琴键就能熟练弹奏的钢琴家，美国加州大学洛杉矶分校的机械工程师设计出了一种新的材料，可随着时间的推移学习行为并发展出它自己的“肌肉记忆”，允许实时适应不断变化的外力。该材料由一个具有可调梁的结构系统组成，能根据动态条件改变其形状和行为。这项研究19日发表在《科学·机器人》上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1329347.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1329347.htm