新型人源弹性蛋白基密封剂在临床前模型中实现破裂软组织快速闭合与止血

【字体: 时间:2025年05月15日 来源:Science Translational Medicine 15.8

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  针对柔软弹性器官损伤治疗中现有密封材料组织黏附、弹性等性能不足的问题,研究人员开发了由甲基丙烯酰改性人重组弹性蛋白(MeTro)和锂皂石硅酸盐纳米片(SNs)构成的可注射弹性密封剂。实验表明其黏附性、止血性等优于对照组,为软组织创伤修复提供新策略。

  
在临床前模型中使用改良人源原弹性蛋白基密封剂实现破裂软组织的快速闭合与止血

内部器官损伤需要快速闭合和止血。在肺等柔软弹性组织中,缝合等手术方法存在挑战且无法解决止血问题。本研究中,Ghovvati 等人设计了一种由改良人重组原弹性蛋白(tropoelastin)和锂皂石(Laponite)硅酸盐纳米片(SNs)构成的组织黏合水凝胶,以实现所需的黏附性、仿生力学性能和止血功能。研究人员在小型和大型临床前模型中针对商用密封剂和止血剂对该材料进行了测试,结果表明该材料即使在施加应力的情况下也能支持伤口闭合。硅酸盐纳米片加速了材料的凝血活性,有助于伤口止血。这种黏附性、生物相容性力学性能和止血功能的结合,支持对这种生物材料策略进行进一步研究,以用于闭合柔软器官的出血伤口。

摘要:柔软弹性器官损伤的治疗常常受到复杂解剖特征和现有密封材料局限性的阻碍,这些材料可能缺乏足够的组织黏附性、弹性、生物相容性和有效的止血性能。为解决这些临床挑战,研究人员开发了一种由甲基丙烯酰改性人重组原弹性蛋白(MeTro)和锂皂石硅酸盐纳米片(SNs)配制的可注射弹性密封剂。研究人员对水凝胶配方的力学性能、黏附性、生物相容性和止血性能进行了优化,并使用可见光进行交联以提高安全性。与单独的 MeTro 或商用密封剂相比,MeTro/SN 水凝胶在体外和离体条件下具有更高的组织黏附强度和破裂压力。向水凝胶中添加 SNs 有助于在体外更快地凝血,且不会增加溶血。将 MeTro/SN 应用于大鼠肺或主动脉的切口损伤,在体内应用 7 天后,其破裂压力与天然组织相当,且高于 MeTro。在猪肺上,MeTro/SN 在损伤密封 14 天后也能支持有效的肺密封,且破裂压力与天然肺相似。在啮齿动物尾部止血模型中,与 MeTro 相比,MeTro/SN 减少了出血。在受伤的猪肺模型中,早期止血效果优于所测试的商用密封剂。结果表明,MeTro/SN 提供了有效的组织密封,并在最短失血量的时间范围内促进止血,且不会引起重大炎症反应。这些发现凸显了这种具有仿生力学、持久组织黏附性和快速止血功能的工程化密封剂作为一种多管齐下的方法,在柔软器官创伤性损伤的密封和修复方面的转化潜力。
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