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化工与化学学院韩晓军教授课题组在人工组织领域取得重要进展

2022年04月25日 新闻网 浏览次数:1419

哈工大全媒体(张祥祥 文/图)近日,我校化工与化学学院、城市水资源与水环境国家重点实验室韩晓军教授课题组在人工组织研究领域取得重要进展。相关成果以研究论文的形式发表于《自然-通讯》(Nature Communications),论文题目为《高通量制备能够产生一氧化氮的人工组织及其血管舒张应用》(High-throughput production of functional prototissues capable ofproducing NO for vasodilation)。

天然组织由多细胞构成,其内部细胞间可进行信号交流,并表现出超越单个细胞的集体行为。通过自下而上的方式,以人造细胞为组装基元构建人工组织,可帮助了解组织内部工作机制,具有组织修复等应用前景。这类人工组织的制备及其生物医学应用尚处于初级阶段,缺少高通量的可控制备方法,且现有的这类人工组织缺乏生理功能。

基于上述挑战,韩晓军教授课题组利用磁阿基米德效应,以人造细胞(磷脂囊泡)为组装单元,高通量地制备了可编码的人工组织。该方法简单高效,两小时内可制备2000个以上的人工组织。通过调控磁场分布、磷脂囊泡数量及其添加顺序,可制备多种具有特定空间编码结构的人工组织。人工组织具有天然组织的集体行为以及其内部个体间的信号交流等特性。在低渗和高渗条件下,人工组织能够表现出整体的扩张和收缩行为。人工组织内部可以进行信号交流。通过磷脂囊泡内葡萄糖氧化酶、辣根过氧化物酶的级联反应,实现了人工组织内部二元和三元信号交流。课题组进一步设计制备出具有产生一氧化氮功能的人工组织,并通过血管环实验,证明了该人工组织能够诱导血管舒张,改善血管功能,具有治疗心血管疾病的潜力。该成果在组织工程等生物医学领域具有潜在的应用前景。

韩晓军教授是该成果的唯一通讯作者。化工与化学学院博士生张祥祥、李超为论文共同第一作者。化工与化学学院穆韡老师、博士生任永硕和杨博宇参与该研究的部分工作。哈尔滨医科大学附属第一医院实验动物中心刘福剀参与了血管环实验。

韩晓军教授课题组多年从事人造细胞及人工组织等相关领域研究,近年来在《自然-通讯》《美国化学会志》《先进材料》等期刊上发表了系列高水平研究成果。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-29571-3

具有空间编码结构的多元人工组织

具有产生一氧化氮功能的人工组织

人工组织诱导血管舒张


编辑:梁英爽