RMIT生物医学工程师已经成功制造出一种3D材料，可以模仿自然，将细胞转化为肌肉。
研究人员首次将胚胎发育的自然过程纳入其中，构建了一种可以更自然地与干细胞交流的材料，以实现有效的组织修复。
这一突破为受伤的人提供了希望，因为他们的肌肉因创伤或疾病而无法自我修复，人口正在迅速老龄化。在RMIT大学理查德威廉斯博士的领导下，研究人员将实验室制造的肽与天然蛋白质和聚合物结合，创建了3D“水凝胶支架”。
支架的天然机制是将自然发育环境中发现的信号结合起来，支持和工程化干细胞为肌纤维。
“我们的干细胞在发育过程中处于最佳状态，支架驱动它们产生我们所有的组织和器官；然而，随着人们的成长和衰老，他们会失去这种能力，积累不好的结构，”威廉姆斯说。
“因此，当身体磨损或损坏时，特别是当我们的人口寿命延长时，确实需要修复和更换身体部位的方法。”基本上，我们做了一个支架，向细胞发送健康信号，重组自己，并开始生长构成健康肌肉的小纤维。“这就像我们在组织发展和修复方面最有潜力的时候。”
威廉姆斯说，这是一个“简单的过程”，可以提供复杂的结构。这种结构的灵感来源于自然界发展过程中的结构组合，从只有两个细胞开始。
他说：“我们已经开发了一个简单、便宜但功能强大的工具包，以鼓励不同环境下不同组织的生长。“肌肉等自然组织的物理特征非常复杂，极难模仿。”多年来，研究人员一直在制造“组织”信号，以了解细胞是如何工作的，但只是在平坦或2D环境中。
“我们已经找到了一种方法，可以在胚胎发育期间将这种蛋白质用于3D支架，并利用这种额外的维度来潜在地生长肌肉。
“我们的研究表明，将水凝胶与这些小蛋白结合是简单有效的。事实上，细胞接种到组织中后仅24至72小时，单细胞就显著重组为多细胞结构，并继续构成功能性肌肉。”
RMIT研究人员正在探索如何生物打印嵌入干细胞的肌肉，将神经、血管和肌肉结合成实验室生长的“备件”。
3D支架如何工作在胚胎发育期间，干细胞存在于特定且独特的支架中，这使得它们能够组织成复杂的结构，例如组织。随着年龄的增长，支架发生变化，这些信号的作用更差，可以阻止组织修复。
研究人员已经能够通过生成3D材料来复制发育过程，3D材料向干细胞发送正确的信号，以帮助替换肌肉纤维并修复损伤。
研究人员的方法基于水凝胶支架——由水和蛋白质组成的精致网络。支架用蛋白质装饰，提供细胞生长所需的结构和信号。
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