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人类版“羊毛出在羊身上”:伤口缝合线可能是你自己的皮肤细胞

人类版“羊毛出在羊身上”:伤口缝合线可能是你自己的皮肤细胞
2020年05月26日 07:00 新浪网 作者 我是科学家iScientist

  织布制衣用的纱线,纤维原料可以分为天然纤维和化学纤维。天然纤维中的一大类是动物纤维,比如羊毛、兔毛等动物毛,以及蚕丝、蜘蛛丝等动物腺分泌物。

  或许不久的将来,动物纤维的原料中,可能还要包括人体皮肤细胞了。

  这不,法国波尔多大学、国家健康与医学研究院的尼古拉斯·L’休卢克斯(Nicholas L’Heureux)带领的团队,就研制出了用人体皮肤细胞制成的新型生物纱线,并将研究结果发表在了今年3月的《生物材料学报》上。

人类版“羊毛出在羊身上”:伤口缝合线可能是你自己的皮肤细胞

  用人体纱线织出的管子|参考文献[1]

  成也免疫,败也免疫

  现代医学如此发达,皮肤或者器官受伤可以缝合;器官丧失功能,可以移植器官重建其生理功能。但是,用来缝合的线或者移植的器官仍有可能被免疫系统视作异物,而面临着被排斥和攻击的危险,从而使患者伤口留疤或者感染、器官无法正常使用。

  如果采用可溶解的材质做缝合线,可以将此类并发症降低。但是也可能产生缝线过早溶解的风险,导致患者最终需要经历痛苦而漫长的重新修复。

  这种新研发出的生物纱线,就很好地解决了这个两难的问题。新型生物纱线是用人体皮肤细胞合成的细胞外基质所制成。细胞外基质是由细胞周围的大分子构成的复杂网架结构,最大优势在于生物结构相对保守,就算是不同的物种间差异也很小。在制作生物纱线时,还会采取失活步骤来破坏它的结构,从而进一步降低材料的免疫原性。因此当生物纱线植入人体后,既不会引起机体免疫反应的抵抗,也可以在没有慢性炎症的情况下长期存于体内

人类版“羊毛出在羊身上”:伤口缝合线可能是你自己的皮肤细胞

  细胞外基质由各种大分子织绘成复杂的网络 | OpenStax Biology

  人体纱线养成记

  制成这种生物纱线过程十分精密,先从成人皮肤中分离出皮肤成纤维细胞(可以分泌大量细胞外基质哦),培养一段时间,形成一个坚硬而致密的活性薄片。适当延长细胞培养时间,还能提高纱线的牢度。形成的薄片经过快速冲洗和室温干燥后,会失去活性。干燥后的薄片可以冻存在-80℃条件下,使用前再用水浸泡即可恢复活性。

  使用时,可以把这些薄片切割成细丝,并把几根细丝拧成更结实、更均匀的纱线。并且这个过程不需要任何外源支架和化学交联,避免了生物纱线变性和快速降解。纱线在干燥失活、缠绕以及长时间低温储存后都没有明显降解,反而变得更加坚固。

人类版“羊毛出在羊身上”:伤口缝合线可能是你自己的皮肤细胞

  人体纱线 | 参考文献[1]

  缝合、移植,样样精通

  跟普通纱线类似,生物纱线也能玩转各种织法:针织、编制、机织甚至钩织,可以打结,还可以用于缝合、制造管子、瓣膜和多孔膜。

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  人体纱线的不同纺织方式 | 参考文献[1]

  研究人员利用它成功地缝合了一只小鼠的伤口。在缝合两周后,伤口愈合,外部的缝合线自然干燥并脱落,几乎没有留下痕迹。一个月后,缝线在真皮层仍然清晰可见,没有引发炎症或者降解的迹象

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  人体纱线缝合小鼠伤口 | 参考文献[1]

  研究人员甚至使用定制的织布机将人体纱线编织成了一根管子,并且成功移植到了一只羊的颈动脉上。在移植过程中,这根坚固而柔韧的管子表现良好,移植后没有渗漏现象发生,并且可以让血液正常地流过。

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  人体纱线编织成管,移植入羊颈动脉 | 参考文献[1]

  然而,生物纱线在某些方面还是无法与合成材料相媲美。比如和聚丙烯(丙纶)等聚合物相比,人体纱线的强度就小了约40倍

  尽管不能取代所有的合成材料,但这种人体皮肤细胞制成的纱线已经具有了很多优点。或许未来的某一天,需要缝合伤口的患者就能因为人体纱线,少了免疫反应、缝线崩裂等麻烦。

  除了缝补伤口,人体纱线还有什么其他脑洞操作吗~

  作者名片

人类版“羊毛出在羊身上”:伤口缝合线可能是你自己的皮肤细胞

  作者:李琼

  编辑:悲催的铊宝宝 范可鑫

  排版:雷颖

  题图来源:Nicolas L’Heureuxa

  参考文献:

  [1]Magnan, Laure, et al. "Human textiles: A cell-synthesized yarn as a truly “bio” material for tissue engineering applications." Acta Biomaterialia 105 (2020): 111-120.

  [2]Laure, Magnan, Gaëlle, et al. Characterization of a Cell-Assembled extracellular Matrix and the effect of the devitalization process.[J]. Acta Biomaterialia, 2018.

  [3]https://www.iflscience.com/health-and-medicine/scientists-create-vessels-from-human-yarn-by-weaving-skin-cells-in-a-loom/

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