科学者は「スマートな」創傷治癒技術を設計します
ジャーナルに掲載された新しい研究 先端材料は、「組織と積極的に作用して[創傷]治癒を促進する新世代の材料」への道を開きます。
米国でますます多くの外科手術が行われるにつれて、手術部位感染の数も増加しています。
糖尿病で発生するような治癒しない慢性創傷は、多くの場合、バイオフィルムの形でさまざまな細菌をホストします。
そのようなバイオフィルム細菌はしばしば治療に対して非常に回復力があり、抗菌剤耐性はこれらの創傷が感染する可能性を高めるだけです。
最近の推定によると、慢性創傷は米国の約570万人に影響を及ぼしています。糖尿病性潰瘍の場合のように、一部の慢性創傷は切断を引き起こす可能性があります。
世界レベルでは、研究者は30秒ごとに慢性の非治癒性糖尿病性潰瘍が切断を引き起こすと概算しています。
これに関連して、革新的で効果的な創傷治癒法が切実に必要とされています。科学者が体の自然治癒力を利用するのを助ける分子を考案したので、新しい研究はこの点で有望であることを示しています。
これらの分子は、牽引力活性化ペイロード（TrAP）と呼ばれます。これらは、コラーゲンなどの物質が体の組織とより自然に相互作用するのを助ける成長因子です。
英国のインペリアルカレッジロンドンの工学部の講師であるベンアルムキスト博士が新しい研究を主導しました。
TrAPテクノロジーと創傷治癒
コラーゲンなどの材料は、創傷治癒によく使用されます。たとえば、コラーゲンスポンジは火傷を治療することができ、コラーゲンインプラントは骨の再生を助けることができます。
しかし、コラーゲンはどのように組織と相互作用しますか？いわゆるスキャフォールドインプラントでは、細胞はコラーゲン構造を通って移動し、スキャフォールドを一緒に引っ張ります。これは、組織の再生を助ける成長因子などの治癒タンパク質を引き起こします。
新しい研究では、Almquistとチームは、この自然なプロセスを再現するためにTrAP分子を設計しました。科学者たちは、DNA鎖をアプタマーに「折りたたんだ」。アプタマーは、タンパク質に結合する3次元の形状である。
次に、細胞がつかむための「ハンドル」を設計しました。彼らは、ハンドルの一方の端に細胞を、もう一方の端にコラーゲン足場を取り付けました。
ラボテストでは、細胞がコラーゲンインプラント内を移動するときにTrAPを引きずっていることを明らかにしました。次に、この活性化された成長タンパク質は、組織内の治癒過程を引き起こしました。
科学者たちは、この技術が自然界全体に存在する治癒過程を再現すると説明しています。 「細胞の動きを利用して治癒を活性化することは、海綿から人間に至るまでの生き物に見られます」とアルムキストは言います。
「私たちのアプローチはそれらを模倣し、損傷した組織に時間の経過とともに到着するさまざまな種類の細胞と積極的に連携して、治癒を促進します」と彼は付け加えます。
「新世代」の癒しの素材
研究はまた、細胞ハンドルを微調整することで、TrAPに付着して保持できる細胞のタイプが変化することを明らかにしました。
次に、これにより、TrAPは、ハンドルに付着した細胞に基づいて、パーソナライズされた再生タンパク質を放出できます。
さまざまな種類の細胞へのこの適応性は、骨折から心臓発作による瘢痕組織損傷、神経損傷から糖尿病性潰瘍まで、さまざまな種類の創傷にこの技術を適用できることを意味します。
最後に、アプタマーはすでに人間の臨床使用のための薬として承認されています。これは、TrAP技術が後でではなく早く広く利用可能になる可能性があることを意味する可能性があります。
「TrAPテクノロジーは、創傷と積極的に通信し、必要なときに必要な場所で重要な指示を提供する材料を作成するための柔軟な方法を提供します」とAlmquist氏は説明します。
「この種のインテリジェントで動的な治癒は、治癒過程のすべての段階で役立ち、体が回復する可能性を高める可能性があり、さまざまな種類の傷に広範囲に使用されます」と彼は付け加えます。
研究者は、「彼の技術は、創傷修復の指揮者として機能し、損傷した組織を治癒するために協力してさまざまな細胞を時間の経過とともに調整する可能性がある」と結論付けています。
「私たちの技術は、組織と積極的に連携して治癒を促進する新世代の材料の発売に役立つ可能性があります。」
ベン・アルムキスト博士
