向康复的身体伸出援助之手

人体有一种神奇的自愈能力，但有时需要一点帮助。克里斯·史密斯去剑桥大学的材料科学系找露丝·卡梅伦谈话在她之前，塞蕾娜·贝斯特，听听他们如何帮助组织自我修复。

瑟琳娜-我们在努力解决各种不同的问题，这些问题发生在身体的各个部位。从整形外科的问题，我们有退化的组织随着年龄和创伤，但也看组织再生当有人有心脏病发作，例如，我们如何帮助修复心脏?

克里斯:听起来像是，在某些情况下，建立一个新的身体部位来植入，而不是真正建立一些帮助身体恢复正常的东西。

瑟琳娜:是的，当然，这是我们的最终目标，思考我们可以鼓励身体自我修复的方式。为了做到这一点，我们需要创造一个环境，我们想要鼓励身体细胞迁移。

克里斯-你是怎么做到的?

瑟琳娜:我们感兴趣的是制造多孔结构，我们称之为支架。这些毛孔不只是像航空棒一样坚固它们实际上允许细胞迁移到植入物的中心并在植入物内部移动这样身体就有希望在适当的时候自我修复。

所以细胞，血管，这个支架最终会消失吗因为身体会溶解它并用自己的组织代替它?

瑟琳娜-当然，是的。对于我们在这个特殊应用中植入的任何植入物来说，理想的情况是我们启动身体自我修复，然后过一段时间，植入物会消失，分解成自然副产品，然后被体内的自然系统带走。

克里斯-露丝，你们是怎么做脚手架的?

露丝——我这儿有一个。这是一个由胶原蛋白制成的支架，胶原蛋白是人体软组织中主要的蛋白质之一。这是由冰模板路线使用冷冻干燥。我们要做的是将稀释的胶原蛋白溶液和其他一些碎片混合在一起。你把整个东西冷冻起来，冰就会形成冰晶，但是胶原蛋白不能成为冰晶的一部分，而只是被推到这些小冰晶的边缘。然后你从冰中分离出来，这意味着你可以直接从冰变成水蒸气，你留下的是原始冰晶的幽灵结构，它形成了胶原蛋白的多孔结构，然后我们可以稳定它。就是瑟琳娜说过的这种开放的多孔结构细胞现在可以进去了。

克里斯-它看起来有点像我买的最后一台电脑的包装泡沫，当它通过邮政来的时候。我的意思是，那几乎是一种聚苯乙烯，不是吗?所以，如果我切开它，我会看到很多相互连接的小毛孔和孔，以及细胞可以爬进去的通道。

露丝-这正是你会看到的。如果你想想膨胀的聚苯乙烯，那也是一种泡沫结构，但不同的是，当然，它是由胶原蛋白制成的。但它也是开放的毛孔。这意味着孔隙不是封闭的单个实体。它们都是连接在一起的，因此，细胞有途径进入它们的中心，做它们需要做的事情。

克里斯-那个看起来像是直接从我冰箱里的冰块托盘里拿出来的。你能做出任何形状或大小的吗?

露丝:是的!你可以制作各种尺寸和形状的。不仅仅是宏观上看起来像这样确实有点像冰块，你还可以想想冰晶生长的方式。

然后将其植入组织中，让细胞在其中生长，并进行某种修复。但是你可能需要不同种类的细胞，不同的形状，不同的结构来修复不同的组织。

露丝:我们可以，而且我们一直在增加我们的知识。这是许多正在进行的研究的方向。所以，这就是考虑毛孔的形状和你试图指导细胞的结构。但我们也可以做其他事情。所以，不仅仅是胶原蛋白你还可以考虑其他的生物大分子它们会给细胞提供不同的线索。你需要考虑它的力学，它有多软，细胞会经历什么，整个结构会经历什么更宏观的，生物力学的。你也可以考虑通过把肽序列放在这些孔表面来控制这些孔表面的生物化学反应。这意味着某些细胞会想要坐在那里或者迁移而其他细胞不会有附着点，所以你可以开始对结构内部发生的事情进行编程。

克里斯-瑟琳娜，你们现在可以用这种技术修复哪些东西?

瑟琳娜-我们开始研究软骨修复。

克里斯-软骨在关节里。

瑟琳娜-是的，没错。特别是，如果你想象一下你膝关节的软组织，人们有各种各样的眼泪和损伤，这可能是由于运动损伤或仅仅是由于年老。所以，这些胶原蛋白支架最初的想法是使它们既能与我们接触的骨头相容，又能使它具有软骨的机械特性。

克里斯-你做了一个小贴片你可以把它放在关节上取代软骨然后让它在以前患有关节炎的人身上自我再生。

瑟琳娜-没错。我们对开发心脏贴片形式的胶原蛋白支架也很感兴趣。所以，我们可以在心脏上放一个贴片，通过手术把它缝合起来，但它会在那里运送细胞，帮助心脏病发作后的病人康复。