光激活肌肉移植物有望帮助创伤后的肌肉恢复

破坏大量肌肉的严重创伤会影响一个人一生的健康、活动能力和生活质量。由d’Arbeloff机械工程职业发展助理教授Ritu Raman和麻省理工学院合作者共同领导的有前途的新研究旨在为那些因疾病或创伤而失去肌肉的人恢复活动能力。

“这么多年来，我一直有一个想法，如果我们能够在肌肉移植物植入伤口后进行锻炼，我们就能够保持移植物的活性，并通过将其与周围的宿主组织整合来防止其萎缩，”拉曼说。

发表在《生物材料》杂志上的一篇新论文表明，通过非侵入性光刺激对植入的肌肉移植物进行有针对性的驱动，可在受伤后两周将小鼠的运动功能恢复到与健康小鼠相似的水平。

体积肌肉损失是这项工作旨在解决的损伤类型，长期以来一直在组织工程领域进行探索，但以前的许多研究都集中在实验室中创建替代组织，将其植入体内，然后被动地让患者的系统整合植入物。这些实验室工程的骨骼肌植入物只能提供有限的活动恢复，但在拉曼的研究中，小鼠在两周内完全恢复了功能活动能力。

“我们设计了响应光收缩的光遗传学肌肉移植物，并将其植入后腿肌肉流失损伤的小鼠体内，”拉曼解释说。“然后，我们每天通过皮肤无创地将光线照射到小鼠的腿上来’锻炼’植入物。这种方法使肌肉植入物在与周围宿主组织移植时保持活跃。

研究人员兴奋地发现，驱动移植物似乎打开了与新血管和神经生长相关的细胞信号。这为为什么受伤的小鼠能够如此完全和如此迅速地恢复提供了潜在的解释。

“在植入后进行肌肉移植物不仅使肌肉更强壮，而且似乎还会影响肌肉与其他组织（如血管和神经）的交流方式，”拉曼说。“通过积极与植入物沟通并锻炼肌肉移植物，您实际上可以改善和加快恢复时间。”