因外科手术、严重创伤、衰老或先天性畸形会导致体内软组织出现巨大的缺损，以至于无法通过自身修复。现在，研究人员已经开发出一种纳米纤维增强的注射凝胶，可以通过充当支架和吸引伤口愈合的细胞来重建缺失的肌肉和结缔组织。到目前为止，研究团队只在大鼠和兔子中测试了这种材料，如果它在人体也能发挥同样的作用，它将为整形外科医生提供一种快速且简便的方法，帮助患者再生缺失的组织而不会留下疤痕或畸形。这项研究已于5月1日发表在《Science Translational Medicine》上

研究通讯作者、美国约翰霍普金斯大学医学院的整形外科医学博士Sashank Reddy说：“软组织缺失是临床医学中普遍存在的问题。外科医生可以将其他部位的组织移植到损伤部位，但这涉及到病人的创伤和身体其他部位的组织丧失。当然也可以用人造植入物填充，但免疫细胞通常会将植入物隔开，留下厚厚的纤维性疤痕。再有，就是凝胶状填充物。当伤口只有指尖大小的时候，外科医生通常会注射一种由透明质酸(HA)制成的凝胶，这种凝胶可以被称为巨噬细胞的免疫细胞渗透。当巨噬细胞在软组织缺损处遇到HA分子时，它们通常会发出信号，以吸收血管形成细胞和其他帮助修复损伤的细胞。但由于组织间隙较大，HA凝胶通常又过于粘稠，因此无法保持其形状。研究人员试图通过连接其分子来强化凝胶。但是，为了使凝胶具有足够的强度和韧性，使其表现得像组织一样，研究人员必须添加许多连接，从而创建一个坚硬的3D网格。但由于它的间隙太小，巨噬细胞和其他细胞无法穿透。”

现在，Reddy团队想出了一个更好的方法来强化HA凝胶。他们首先用一种可降解聚合物(聚己内酯)制造纳米纤维，这种聚合物在可溶解缝合线中已使用了几十年。然后，他们将纤维进行处理，使一些纤维含有设计用于结合HA分子的连接因子。数小时的过程在连接因子和HA分子之间形成键，产生与软组织一样有弹性的凝胶。就像是一点点钢筋加固混凝土一样，凝胶只需要少量的纳米纤维就能变得坚硬。少量意味着凝胶仍然有足够大的间隙，细胞很容易通过。Reddy说：“由此产生的3D网格与人体细胞外基质有惊人的相似之处，细胞外基质是健康组织的天然支架。”

为了测试他们的材料，研究团队将它们注射到兔子体内。在材料变硬之前，兔子的一些脂肪已被切除。他们发现，凝胶不仅在凝固时形成了缺损组织的形状，而且在凝固后，巨噬细胞很容易渗透到凝胶中，并释放出吸收血管形成细胞的信号。

研究人员表示，这些动物可以重建10立方厘米大小的组织块，这大约相当于人类手指的大小。

加州大学洛杉矶分校的生物工程师Ali Khademhosseini没有参与这项研究，他说这种新凝胶是科学上的前沿。他指出，与其他凝胶不同的是，这种凝胶不包含生长因子和其他生物信号分子，而是依靠身体自身来供应。Khademhosseini说，这种简单性可以使凝胶更容易通过美国食品和药物管理局(FDA)的审核。

这种凝胶还可以帮助修复具有特定功能的软组织，如心肌细胞。研究共同通讯作者、约翰霍普金斯大学生物材料专家Haiquan Mao说：“研究人员希望在基质中植入形成心脏组织的干细胞，以帮助修复心脏病发作后的组织损伤。”

与此同时，研究人员已经成立了一家名为LifeSprout的公司，要将这项技术商业化。

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