莱斯大学和休斯顿大学的化学家和生物工程师团队在创造一种可用于在人体外生长生物组织的生物材料的工作中取得了一个重要的里程碑。

开发一种新颖的制造工艺来制造对齐的纳米纤维水凝胶可以为受伤后的组织再生提供新的可能性，并提供一种无需使用动物即可测试候选治疗药物的方法。

由化学和生物工程教授JeffreyHartgerink领导的研究小组开发了基于肽的水凝胶，可以模仿肌肉和神经组织的排列结构。对齐对于组织的功能至关重要，但在实验室中复制它是一个具有挑战性的功能，因为它需要排列单个细胞。

十多年来，该团队一直在设计可自组装成纳米纤维的多域肽(MDP)。它们类似于体内天然存在的纤维蛋白，很像纳米级的蜘蛛网。

在发表在《ACSNano》杂志上的最新研究中，研究人员发现了一种制造对齐的MDP纳米纤维“面条”的新方法。

通过首先将肽溶解在水中，然后将它们挤出到盐溶液中，他们能够制造出排列整齐的肽纳米纤维——就像比细胞还小的绞合绳索。通过增加溶液中离子或盐的浓度并重复该过程，他们实现了纳米纤维的更大排列。

“我们的研究结果表明，我们的方法可以产生排列整齐的肽纳米纤维，有效引导细胞朝所需方向生长，”最近获得博士学位的主要作者AdamFarsheed解释道。莱斯大学生物工程专业。

“这是为再生医学应用创建功能性生物组织的关键一步。”

该研究的主要发现之一是一个意想不到的发现：当肽纳米纤维的排列太强时，细胞不再排列。进一步的研究表明，细胞需要能够“拉动”肽纳米纤维才能识别排列。当纳米纤维太硬时，细胞无法施加这种力，也无法将自己排列成所需的结构。

Hartgerink说：“这种对细胞行为的洞察可能对组织工程和生物材料设计产生更广泛的影响。”

“了解细胞如何在纳米尺度上与这些材料相互作用可能会带来更有效的组织构建策略。”

莱斯大学的其他研究合著者包括化学系博士。毕业生TracyYu和CarsonCole、研究生JosephSwain和本科生研究员AdamThomas。生物工程本科生研究员JonathanMakhoul、研究生EricGarciaHuitron和K.JaneGrande-Allen教授也是该研究的共同作者。休斯顿大学的研究团队包括博士。学生ChristianZevallos-Delgado、研究助理SajedeSaeidifard、研究助理教授ManmohanSingh和工程教授KirillLarin。

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