海貽貝中的粘性蛋白如何修復心臟組織
如果心肌受損，修復持續活動的器官是一項挑戰。Empa研究人員正在開發一種新的組織粘合劑，這種粘合劑受大自然的啟發，能夠修復肌肉組織中的損傷。它們利用了海洋貽貝附著在任何表面的不可思議的能力。
靈感來源于大自然：貽貝能輕松抵御狂風暴雨。它們用蛋白質絲固定在表面。Empa的研究人員正在利用這種特性研制一種用于傷口治療的新型組織膠。圖片來源：Pixabay
在風浪橫掃的海岸，它們堅忍地附著在巖石、船只和碼頭上：貽貝。由于有超能力讓蜘蛛人臉色發白，貽貝的腳緊貼在表面，因為它的腺體會產生細線，不像蜘蛛絲那樣，細線在水下保持牢固，但彈性很強。兩種蛋白質，mfp-3和特別是含硫的mfp-6，是這種海絲的成分。作為結構蛋白，由于其迷人的力學性質和生物相容性，它們在生物醫學研究中特別有趣。
來自圣加侖Empa“仿生膜和紡織品”實驗室的研究人員已經利用了這些特性。Claudio Toncelli的團隊正在尋找一種生物相容性的組織膠，即使在最具挑戰性的條件下，也能在保持彈性的同時粘附在跳動的心臟上。畢竟，如果心肌組織受損，例如心臟病發作或先天性疾病，傷口必須能夠愈合，即使肌肉繼續收縮。
“實際上，膠原蛋白是傷口膠的合適基礎，傷口膠是一種蛋白質，也存在于人體結締組織和肌腱中，”Toncelli說。例如，明膠由交聯的膠原蛋白組成，對組織粘合劑非常有吸引力。”明膠的結構已經非常接近人類結締組織的一些自然特性，”他補充道。然而，水膠體在體溫下不穩定，但會液化。因此，為了開發出一種能安全連接內臟受傷部位的粘合材料，研究人員必須找到一種方法，將其他特性融入明膠中。
挑戰性條件
新的生物聚合物與貽貝蛋白展示了一個良好的，但強大的微觀結構。掃描電子顯微鏡，放大1000倍。（彩色）
由貽貝蛋白制成的組織粘合劑能夠適應復雜表面的最精細結構，如心形鑄模的這種印象所示。（彩色）
“貽貝肌肉發達的腳會分泌出很強的粘著線，通過這些線，貽貝可以粘附在水中的各種表面上，”Toncelli解釋說。在這種海絲中，有幾種蛋白質相互作用緊密。受大自然處理水下湍流力的解決方案的啟發，研究人員為明膠生物聚合物配備了類似于海絲蛋白mfp-3和mfp-6的功能化學單元。一旦明膠海絲凝膠與組織接觸，結構蛋白就會相互交叉連接，確保傷口表面之間的穩定連接。
研究人員已經研究了這種新型水凝膠在實驗室實驗中的實際粘附性，這些實驗通常被用來定義所謂爆裂強度的技術標準。”Empa研究人員孔昌偉說：“這種組織粘合劑可以抵抗相當于人體血壓的壓力。”。科學家們還能夠在細胞培養實驗中證實這種新型粘合劑具有優異的組織相容性。他們正在努力推進“貽貝膠”的臨床應用。
原文鏈接：https://www.empa.ch/web/s604/gewebekleber
聲明：本文由 Newfellow 編譯，中文內容僅供參考，一切內容以英文原版為準。
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