愈合过程中最重要但最不为人所知的方面之一是细胞迁移，即细胞从身体的一个部位移动到另一个部位的过程。医学和生物工程专业的医学博士/哲学博士生KarenXu表示：“如果你是一辆在树林里行驶的救护车，而没有道路可以让你前进，那么你将很难到达需要你的地方。”

今年早些时候，徐建军在《自然通讯》上合作撰写了一篇论文，描述了一种帮助细胞到达目的地的新线索：一种主要由透明质酸和明胶组成的材料，这两种粘性物质通常存在于关节和结缔组织的细胞外。

“每年有数十万人半月板撕裂，”宾夕法尼亚大学医学院整形外科玛丽·布莱克·拉尔斯顿教授、宾夕法尼亚大学工程学院生物工程学教授、徐的顾问之一、论文的资深作者罗伯特·莫克(RobertMauck)表示。“这种材料可能会加快他们的康复速度。”

这种材料因其胶状物质和水的混合物而被称为水凝胶。其独特之处在于，透明质酸和明胶的结合形成了复杂的路径网络，为细胞提供了在两点之间移动的多种不同方式。

这种特性称为双连续性，其表现为两个离散的连续相，每个相都连接在整个材料体积中(例如海绵，其相由纤维素和空气组成;水凝胶中由明胶和透明质酸组成)，从而形成令人眼花缭乱的图案阵列，大大增加了材料内部的表面积。

为了测试水凝胶的功效，徐和她的同事——包括联合顾问杰森·伯迪克(JasonBurdick，曾任宾夕法尼亚大学工程学院生物工程学罗伯特·D·本特教授，现任科罗拉多大学博尔德分校鲍曼特聘教授，也是该论文的另一位资深作者)首先创建了几种不同版本的水凝胶，以找到成分形成双连续结构并具有最高内部表面积的最佳点。

“我们发现，需要精确组合各种水凝胶成分并控制它们的混合才能形成双连续结构，”伯迪克说。

然后，研究人员将结缔组织中常见的细胞簇嵌入水凝胶中，并观察细胞如何分散。在内表面积最大的水凝胶中，细胞移动速度大约是纯明胶的三倍，这展示了该材料加速细胞迁移的能力。

研究人员还将半月板组织样本放在水凝胶上，并在动物模型上测试了水凝胶。在每种情况下，新水凝胶都显著加速了细胞运动。

徐教授说：“双连续结构具有广泛的表面积，细胞可以找到水凝胶不同成分之间的界面，从而更快地迁移。”

未来，该团队希望测试这种水凝胶的临床应用。徐说：“这可能适用于肌肉骨骼组织，例如受损的膝盖韧带，但也可以支持任何需要附近细胞修复的组织。”

“如果细胞不能真正到达受伤的地方并填充该空间，那么身体就无法自我修复，”她补充道。

理论上，这种水凝胶也可用于研究疾病。徐教授说：“你可以用它作为一个平台，更好地了解癌细胞是如何移动的。”破坏癌细胞的移动可以导致阻碍癌细胞移动的治疗方法，从而减缓癌细胞的转移。

最终，这种水凝胶有望为工程师和医生开辟指导细胞的新可能性，就像调度员呼叫急救人员一样：“更多的路线意味着救护车理论上可以更快地到达最终​​目的地，”徐说。

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