水凝胶由于其柔韧性和生物相容性，很容易进入医学应用领域。

这种材料的最新用途来自哈佛大学，研究人员开发了益生菌水凝胶，可用于帮助愈合肠道伤口，促进肠道健康。

哈佛大学怀斯生物灵感工程研究所和约翰保尔森工程和应用科学学院(SEAS)的研究人员开发了新的水凝胶。他们说，该团队利用细菌培养生产细胞。水凝胶由粘膜粘附纳米纤维组成，由工程化的天然肠道细菌产生。

助手尼尔乔希(Neel Joshi)说：“这种新型工程生物材料具有易于生产和储存、生物相容性和粘膜粘附性等特性，可以成为用于人体肠腔的生物活性伤口愈合策略的开门红。SEAS教授和威斯学院的核心教师在一份新闻声明中说。

研究人员设想，医生可以利用注射器、喷雾和/或内窥镜技术制造两种版本的水凝胶——寿命更长的自再生“活凝胶”或寿命更短的“无精细凝胶”。

凝胶”——应用于肠道表面，他们说，用于封闭肠道伤口。

乔希在一份新闻声明中解释说：“基本上，我们可以对非致病性大肠杆菌正常纳米纤维形成的分子机制进行编程，以产生粘度与粘液和粘膜粘附非常相似的水凝胶。

此外，材料的模块化使我们能够调整它们，使其与胃肠道的特定部分及其各自的粘液组成和结构相匹配，”他说。

扩展范围

这项新研究源于Joshi和哈佛大学其他研究人员之前的工作，即利用大肠杆菌共生菌株制造生物膜形成纳米纤维，可以作为新化学物质和新材料的生命基础。研究人员表示，他们通过设计一种叫做CsgA的蛋白质实现了这一目标，这种蛋白质被称为CsgA，它在细胞外环境中自组装成“curli”纳米纤维。

在这些先前的应用中，研究人员对CsgA进行了修饰，以实现额外的酶或结构功能，例如合成药物或化学物质所需的化学反应。然而，研究人员表示，这项新工作现在证明了基于卷曲纳米纤维的材料可以直接用于治疗。

为了实现这一目标，使细胞外水凝胶形成，Joshi的研究团队编译了一株非致病性肠道细菌大肠杆菌，并合成了CsgA curli蛋白的变体，与人三叶因子(TFFs)融合。它可以与肠内的粘液结合。TFF是由粘液产生细胞共同分泌的，以保护肠道中的粘膜上皮，并帮助它们修复损伤。

他们说，研究人员使用简单的过滤技术从其他培养物中清洁和分离含有活细菌的水凝胶。为了制造短命的无细胞凝胶，研究小组采取了额外的步骤，通过简单的化学处理来杀死细菌。

乔希团队的博士后研究员安娜杜拉伊-塔特在一份新闻声明中说，研究人员认为TFF场是让水凝胶在肠道中发挥作用的关键。

她说：“我们认为，TFF域的存在使不同的卷曲纤维能够相互交联，形成储水网络，并证明确切的水凝胶特性取决于所使用的TFF类型。

研究人员在《先进材料》杂志上发表了一篇概述他们工作的论文。

指向使用

科学家与波士顿布里格姆妇女医院的研究人员合作，测试水凝胶组织粘连的特异性。他们发现含TFF的水凝胶仅增强了对山羊结肠组织样品内腔暴露的粘膜表面的粘附。

或者，当材料显示与纤连蛋白结合时-这种蛋白在粘膜上没有发现，但在结肠向外的浆膜表面发现-水凝胶显示优先粘附到结肠组织样品的浆膜侧。研究人员说。

Joshi的团队还测试了口服给药于小鼠时水凝胶的性能。研究人员发现，在这些测试中，含有细胞的活凝胶可以承受胃和小肠的恶劣酸碱度和消化条件，并以完整的细菌到达盲肠。另一个结果表明，具有特定TFF域TFF2的水凝胶增强了材料在结肠中的保留。

他们说，基于这些结果，研究人员设想在内窥镜手术中使用水凝胶来治疗肠道疾病，类似于喷雾绷带。

版权说明： 本文版权归原作者所有，转载文章仅为传播更多信息之目的，如作者信息标记有误，请第一时间联系我们修改或删除，多谢。

标签：