海贻贝中的粘性蛋白如何修复心脏组织
如果心肌受损，修复持续活动的器官是一项挑战。Empa研究人员正在开发一种新的组织粘合剂，这种粘合剂受大自然的启发，能够修复肌肉组织中的损伤。它们利用了海洋贻贝附着在任何表面的不可思议的能力。
灵感来源于大自然：贻贝能轻松抵御狂风暴雨。它们用蛋白质丝固定在表面。Empa的研究人员正在利用这种特性研制一种用于伤口治疗的新型组织胶。图片来源：Pixabay
在风浪横扫的海岸，它们坚忍地附着在岩石、船只和码头上：贻贝。由于有超能力让蜘蛛人脸色发白，贻贝的脚紧贴在表面，因为它的腺体会产生细线，不像蜘蛛丝那样，细线在水下保持牢固，但弹性很强。两种蛋白质，mfp-3和特别是含硫的mfp-6，是这种海丝的成分。作为结构蛋白，由于其迷人的力学性质和生物相容性，它们在生物医学研究中特别有趣。
来自圣加仑Empa“仿生膜和纺织品”实验室的研究人员已经利用了这些特性。Claudio Toncelli的团队正在寻找一种生物相容性的组织胶，即使在最具挑战性的条件下，也能在保持弹性的同时粘附在跳动的心脏上。毕竟，如果心肌组织受损，例如心脏病发作或先天性疾病，伤口必须能够愈合，即使肌肉继续收缩。
“实际上，胶原蛋白是伤口胶的合适基础，伤口胶是一种蛋白质，也存在于人体结缔组织和肌腱中，”Toncelli说。例如，明胶由交联的胶原蛋白组成，对组织粘合剂非常有吸引力。”明胶的结构已经非常接近人类结缔组织的一些自然特性，”他补充道。然而，水胶体在体温下不稳定，但会液化。因此，为了开发出一种能安全连接内脏受伤部位的粘合材料，研究人员必须找到一种方法，将其他特性融入明胶中。
挑战性条件
新的生物聚合物与贻贝蛋白展示了一个良好的，但强大的微观结构。扫描电子显微镜，放大1000倍。（彩色）
由贻贝蛋白制成的组织粘合剂能够适应复杂表面的最精细结构，如心形铸模的这种印象所示。（彩色）
“贻贝肌肉发达的脚会分泌出很强的粘着线，通过这些线，贻贝可以粘附在水中的各种表面上，”Toncelli解释说。在这种海丝中，有几种蛋白质相互作用紧密。受大自然处理水下湍流力的解决方案的启发，研究人员为明胶生物聚合物配备了类似于海丝蛋白mfp-3和mfp-6的功能化学单元。一旦明胶海丝凝胶与组织接触，结构蛋白就会相互交叉连接，确保伤口表面之间的稳定连接。
研究人员已经研究了这种新型水凝胶在实验室实验中的实际粘附性，这些实验通常被用来定义所谓爆裂强度的技术标准。”Empa研究人员孔昌伟说：“这种组织粘合剂可以抵抗相当于人体血压的压力。”。科学家们还能够在细胞培养实验中证实这种新型粘合剂具有优异的组织相容性。他们正在努力推进“贻贝胶”的临床应用。
原文链接：https://www.empa.ch/web/s604/gewebekleber
声明：本文由 Newfellow 编译，中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。
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