科學家開發出能使傷口不留疤痕的奈米纖維材料

(圖:Thinkstock)

過去已有研究發現,胎兒在受傷時能夠透過一種特殊的細胞外基質纖連蛋白( extracellular matrix protein fibronectin )使傷口恢復的更快且不留疤痕。因此,許多科學家都希望能研發出類似此特殊纖維的仿生材料,治療傷口。

而日前,一組橫跨工程、化學及生物學家領域的聯合研究團隊,成功研發出了此種仿生材料,並且達到快速治癒傷口的目標。其研究結果已發表於《生物材料》(Biomaterials)期刊上。

纖連蛋白

纖連蛋白存在於細胞外基質中,對於細胞的分化、遷移、成長及黏附扮演關鍵的角色。因此在傷口的復原上相當重要。當傷口出現時,成纖細胞( fibroblasts )會透過纖連蛋白將纖維蛋白( fibrin )連接起來,開始修復傷口的部分。而在胎兒的細胞外基質中,具有一種特別構形的纖連蛋白,稱之為纖維狀異構物( fibrillar conformation ),能夠將傷口修復至近乎無疤痕殘留。

奈米纖維

為將一般的纖連蛋白製成此種異構物,研究人員使用一種製作奈米纖維的加工方法,旋轉噴射紡絲( rotary jet spinning ),將纖連蛋白纖絲化製成奈米纖維後測試其在傷口復原上的療效。研究人員透過一組使用此奈米纖維復原傷口的實驗鼠與無使用的狀況作為對照組測試研究結果。

如下圖中的對照顯示,上下各是無使用及使用了奈米纖維的傷口恢復情況。其中可以明顯地觀察到,在第八天時,使用了奈米纖維的傷口恢復的比對照組快了許多。而在第十六天傷口完全恢復時,使用了奈米纖維的實驗鼠近乎無留下明顯的傷疤。

上下各為無使用及有使用奈米纖維的傷口恢復狀況。(圖:ACSH)

未來發展

此項研究結果展示了,將生物體中的纖連蛋白透過旋轉噴射紡絲加工後,可以用於組織再生的應用上。此奈米纖維未來若能應用於實際的醫療用途上,相信能幫助大面積燒燙傷等表皮損傷極為嚴重的患者。此外,除了旋轉噴射紡絲加工法外,也許將來也能透過其他在紡織業常用的加工法大量製造出此種仿生奈米纖維。

 

參考資料:

  1. Nanofibers Dramatically Improve Wound Healing and Tissue Regeneration. (n.d.). Retrieved April 01, 2018. ACSH
  2. Chantre, C. O., Campbell, P. H., Golecki, H. M., Buganza, A. T., Capulli, A. K., Deravi, L. F., . . . Parker, K. K. (2018). Production-scale fibronectin nanofibers promote wound closure and tissue repair in a dermal mouse model. Biomaterials, 166, 96-108. doi:10.1016/j.biomaterials.2018.03.006
Kyle
編輯,臺灣科技大學材料科學與工程系學生,平日喜歡閱讀、騎車,衝浪。

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