我是科学家iScientist 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


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 。
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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 。

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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 。

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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 。