形状记忆植入物可使不能动弹的肌肉不致萎缩
2022-11-28 17:14:23来源：cnBeta
当一个肢体长期不能移动时，其肌肉将不可避免地开始萎缩。然而，一种新的植入物可以通过机械地拉伸和压缩这些肌肉来帮助防止这种情况的发生。该实验装置由哈佛大学的科学家开发，被称为MAGENTA，它代表着"机械活性凝胶-弹性体-硝化甘油组织粘合剂"。
纵向贯穿植入物的是一个由镍钛合金制成的弹簧。后者是一种形状记忆合金，在被机械拉伸到某一长度后会暂时保持该长度，但在被加热到某一温度后会恢复到其默认的较短长度。
该弹簧被包裹在一个矩形弹性体基体中，该基体提供热绝缘，在不加热的情况下会将弹簧拉长。弹性体上的生物相容性粘合剂使其能够粘附在底层肌肉组织上。
其想法是当病人的胳膊或腿因受伤或疾病(如多发性硬化症)而无法动弹时，通过手术将MAGENTA植入肢体的目标肌肉。
一个独立的(但有硬线连接的)微处理器/电池植入物随后定期向MAGENTA提供电流，加热镍合金弹簧并使其收缩。当它这样做时，肌肉(和弹性体)也随之收缩。当电流再次关闭时，弹性体将弹簧以及肌肉拉回。
在实验室测试中，小鼠将该装置的一个微小版本植入一条后腿的小腿肌肉，然后将该腿固定在一个类似石膏的装置中，时间长达2周。实验的结果证明，这种想法是有希望的。
"虽然未经治疗的肌肉和用该设备治疗但未受刺激的肌肉在这一时期明显消瘦，但主动刺激的肌肉显示出肌肉消瘦的减少，"关于这项研究的论文的第一作者Sungmin Nam博士说。"我们的方法还可以促进在三周的固定期间已经损失的肌肉质量的恢复，并诱导激活已知的引起蛋白质合成和肌肉生长的主要生化机械传导途径。"
另外研究人员还发现，MAGENTA不需要与电源硬连接，而是可以通过激光照射其上的皮肤来无线激活。采取这种方法目前还不如通过电流加热弹簧有效，但希望一旦技术得到进一步发展，这种情况可能会改变。
高级作者David Mooney博士说："虽然该研究首次提供了概念证明，即外部提供的拉伸和收缩运动可以防止动物模型的萎缩，但我们认为该设备的核心设计可以广泛适用于萎缩是一个主要问题的各种疾病环境。"
这篇论文最近发表在《自然材料》杂志上。
