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用于再生医学的生物工程混合肌纤维

肌肉是最大的器官,占体重的40%,在维持我们的生活中起着至关重要的作用。肌肉组织具有独特的自发再生能力。但是,在严重的伤害(例如在车祸或肿瘤切除术中受伤)导致肌肉体积损失(VML)的情况下,肌肉的恢复能力会大大降低。当前,VML治疗包括自体肌皮瓣或移植物的外科手术以及物理疗法。但是,外科手术通常会导致肌肉功能降低,在某些情况下会导致完全的移植失败。因此,需要用于改善肌肉损失恢复的其他治疗选择。

改善受损肌肉功能的一种有前途的策略是通过整合移植细胞来诱导骨骼肌从头再生。多种类型的细胞,包括卫星细胞(肌肉干细胞),成肌细胞和间充质干细胞,已被用于治疗肌肉损失。但是,侵入性肌肉活检,差的细胞利用率以及有限的长期维护阻碍了临床翻译,在临床上可能需要数百万至数十亿的成熟细胞才能提供治疗益处。

另一个重要的问题是控制损伤部位的三维微环境,以确保移植的细胞正确分化为具有所需结构的肌肉组织。多种天然和合成生物材料已被用于增强移植细胞的存活和成熟,同时募集宿主细胞进行肌肉再生。然而,在组织支架发展中存在未解决的,长期的难题。天然支架表现出较高的细胞识别能力和细胞结合亲和力,但通常无法在需要长期机械支持的大病变或承重组织中提供机械坚固性。相比之下,合成脚手架提供了经过精确设计的替代方案,具有可调节的机械和物理特性,以及量身定制的结构和生化成分,

为了克服这些挑战,韩国首尔基础科学研究所(IBS),延世大学和麻省理工学院(MIT)的纳米医学中心的研究团队设计了一种新型的人工肌肉再生方案。该团队通过采用直接细胞重编程技术与天然合成杂种支架相结合,在小鼠模型中实现了VML的有效治疗。

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