生物材料+干细胞:
或成为再生医学的最强辅助
让干细胞“指哪打哪”
生物材料,给干细胞一个生长微环境
有效提高干细胞存活率
干细胞治疗时候,目前常规方法是将干细胞通过静脉输注、腹膜内注射、或者直接注射到治疗部位来施用(譬如:注射用于关节疾病以帮助重建软骨)。但是,现有干细胞植入缺点是注射的干细胞会迅速扩散到体内,并不会固定的停留在需要治疗的位置,而且无法认为控制。科学家们也在积极的寻找解决办法。
(图片来自网络)
其中一种办法就是干细胞和生物材料结合的技术。这种技术可以使注射的干细胞能够在指定的病变处分化,而不会扩散到整个身体。
01
干细胞外泌体+水凝胶
可促进软骨关节再生
关节软骨几乎没有先天自愈的再生能力是目前临床治疗中面临的巨大挑战,干细胞衍生的外泌体是一种重要类型的细胞外纳米泡,对于代替基于干细胞的治疗的软骨再生显示出巨大的潜力,然而目前还没有有效的给药方法能够在软骨缺损部位持久保留外泌体,并让其有效发挥修复作用。不过,日前上海交通医院的汪泱研究员和华东理工大学的研究人员合作开发的光诱导亚胺交联水凝胶胶或将改变这一现状。
光诱导亚胺交联水凝胶胶呈现出优良的操作能力、生物相容性和最重要的软骨整合能力,可作为外泌体支架用作软骨再生的无细胞组织补丁,研究发现无细胞组织补丁可以将外泌体保留在内部并在体外调节软骨细胞和人骨髓间充质干细胞。此外,无细胞组织补丁还可以与自身软骨基质整合,促进细胞沉积在软骨缺损部位,最终促进软骨缺损的修复,研究人员表示,希望无细胞组织补丁能提供一种新的无细胞支架材料用于帮助伤口修复。
02
间充质干细胞+可注射胶原支架,用于卵巢功能再生
智能型胶原支架犹如一个供干细胞生长发育的“温床”。干细胞和生长因子具有修复功能,但因其体积小,在丰富血流的作用下,很难作用于受损部位。因此,如何将注入到体内的干细胞固定在需要它们的地方,成为一大难题。
中科院遗传发育所再生医学研究团队负责人戴建武团队研制出一种可以注射的智能型胶原支架材料,以水凝胶形式存在,在与干细胞充分混合后注入患者卵巢内,形成一个供干细胞生长发育的“温床”,以保证其仅限于卵巢内“活动”,解决了这一难题。
同时,间充质干细胞附着在胶原支架材料上,通过支架帮助干细胞定植、分化,修复早衰的卵巢,使患者能够重获生育能力。并且,胶原支架在完成“任务”之后,通常持续数月左右就会自然降解,对人体无伤害。
临床研究结果显示:胶原/脐带间质干细胞或脐带间质干细胞卵巢内移植可恢复卵巢早衰女性的卵巢功能,包括降低促卵泡激素水平,提高雌激素浓度,部分改善卵巢内血流,促进卵泡活动。其中2例患者获得自然妊娠。此外,所有移植的患者无不良反应发生,随访1年后各项生理指标正常。
霍普金斯也在着力研究开发羊膜干细胞复合女性盆底支撑材料。羊膜在眼科结膜及角膜损伤的重建修复中,作为一种新型的生物材料而被重视及广泛研究。羊膜干细胞无免疫抗原性,分泌的一些细胞因子有多种作用,包括抑制炎症反应,加速创面上皮化等。而盆底生物材料复合网片和羊膜干细胞的组合,将会是盆底网片市场革命性的新产品。
同时也探索了羊膜干细胞的干细胞潜能,通过诱导分化,增加胶原纤维蛋白的表达,减少纤维化。希望在不久的将来能惠及患者。
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