Adv Funct Mat | 神奇的“治愈果冻”——肽基水凝胶展现出人类机体组织和器官损伤修复的巨大前景

近日，一篇发表在国际杂志Advanced Functional Materials上题为“Multipurpose On-the-Spot Peptide-Based Hydrogels for Skin, Cornea, and Heart Repair”的研究报告中，来自渥太华大学心脏研究所等机构的科学家们通过研究将生物医学技巧与自然工程学结合起来开发出了一种果冻样的材料——肽基水凝胶，其展现出对人类机体大量受损的器官和组织进行修复的巨大潜力。

研究人员进行的这项尖端研究有望最终影响全球数百万人的生命，这种基于肽类的水凝胶能关闭皮肤伤口，并为受损的心肌组织提供疗法，并能重塑和愈合损伤的角膜。

研究者Alarcon说道，我们正在利用肽类来制造治疗性溶液，这是我们从大自然中汲取了灵感才开发出了用于伤口关闭和组织修复的简单解决方案。肽类是生物体中的特殊分子，而水凝胶是一种具有凝胶状结构的水基材料，其已经被证明能用于治疗。

这项研究中，研究人员所采用的方法是独一无二的，传统水凝胶都是动物衍生的以及基于蛋白质的材料，但合作团队所开发的生物材料则是由工程肽类增压所产生的，使其更具临床可转化性，而且相关研究结果有望改变当前的游戏规则。

研究者Ruel博士说道，尽管经历了几千年的进化，人类对于伤口愈合的反应仍然并不完美，我们看到患者身上各式各样的疤痕，比如从皮肤切口到眼睛损伤，再到心肌梗死后的心脏修复等。如今这项研究中，我们提出了一种新方法，其能促使伤口愈合、器官愈合，甚至是针对术后的基本疤痕也是如此，有助于实现更加精准和优化的治疗效果。

基于肽类的新型水凝胶或能展现出人类机体组织和器官损伤修复的巨大前景

图片来源：Advanced Functional Materials (2024). DOI:10.1002/adfm.202402564

的确，调节基于肽类的生物材料的能力非常关键，研究人员所利用的水凝胶也能被设计成定制化的，从而就能使耐用的材料适用于多种组织。从本质上来讲，这种双组分的配方能根据机体需要修复的部位来进行调整，从而增加或降低其它组分。

Alarcon博士说道，这项研究所得到的数据不仅揭示了仿生水凝胶（biomimetic hydrogels）具有非常有效的治疗作用，而且其应用还要比其它再生方法简单地多，成本效益也相对较高。这些材料能以低成本和可扩展的方式进行设计，这对于任何主要的生物医学应用而言都非常重要，此外他们还设计了一款快速筛选系统，其能帮助研究人员大幅减少设计成本和测试时间，这也大大提升了其临床应用的潜力。

下一步研究人员的计划是什么呢？未来他们将会在大型动物中进行试验从而为进行人类临床试验做准备，截止到目前为止，他们已经完成了在啮齿类动物机体的心脏和皮肤测试，而且角膜试验也在体外成功完成。

参考文献：

Alex Ross, Xixi Guo, German A. Mercado Salazar, et al. Multipurpose On‐the‐Spot Peptide‐Based Hydrogels for Skin, Cornea, and Heart Repair, Advanced Functional Materials (2024). DOI:10.1002/adfm.202402564