生物材料免疫控制的发现可能会减少植入物排斥
科学家们发现了如何调整医疗植入物（如人工关节）中使用的材料，以控制人体对其的免疫反应，从而降低排斥风险。
来自诺丁汉大学药学和生命科学学院的团队发现，可通过改变聚合物材料的表面形态（拓扑结构）和化学成分，创造控制人体免疫反应的材料。这可能在抗拒医疗器械（包括人工关节、牙科植入物和血管植入物）排斥方面具有未来的应用。两项最近的研究结果已在《先进科学》和《物质》杂志上发表。
人工关节、支架和牙科植入物是使用生物材料恢复功能或完全替换疾病或受损组织最常见的设备之一。然而，在体内植入生物材料后，宿主反应是常见的，包括炎症反应、异物反应和纤维囊囊形成，可能导致植入物失败。
这些反应是由称为单核细胞和巨噬细胞的免疫细胞的激活驱动，它们会附着到植入物表面。材料或植入物表面的物理特征，即“拓扑结构”，已知影响巨噬细胞的附着。
阿米尔·加尼马甘米教授（Professor Amir Ghaemmaghami）共同领导了这项研究，他解释说：“我们正在寻找能够安全放入人体内而不会引起免疫系统攻击和排斥的材料。为此，我们正在探索可以控制免疫反应的材料。我们已经使用高通量筛选技术研究了如何利用材料的拓扑结构和化学特性设计出“免疫启示”表面，用于植入物，影响巨噬细胞功能和因此对生物材料的异物反应。”
控制免疫反应
采用最先进的高通量筛选方法，研究了2176种不同微图案的材料拓扑结构和免疫细胞附着和行为之间的关系。
结果表明，直径为5-10微米的微柱是驱动巨噬细胞附着的关键，而微柱的密度又控制了炎症反应。
该团队还发现了成功控制了预临床啮齿动物模型中免疫反应的免疫启示聚合物化学物质。这是通过筛选多样的聚合物库并识别控制巨噬细胞行为的材料实现的。
AI算法被用来建模材料化学性质与细胞反应之间的关系。这些结果表明，不同的免疫启示聚合物吸引了不同数量的蛋白质吸附，这对巨噬细胞反应至关重要。
这项研究是与埃因霍芬理工大学、澳大利亚拉筹伯大学和马斯特里赫特大学合作进行的。该研究得到了下一代生物材料发现的EPSRC计划资助，该计划旨在发现新的生物材料。其目标是使我们能够超越目前已被授权用于人体的有限范围的聚合物药物和细胞输送剂以及医疗器械聚合物，转向特定应用中功能最佳的定制材料。
如果需要进一步信息，请联系诺丁汉大学的阿米尔·加尼马甘米教授（Amir.Ghaemmaghami@nottingham.ac.uk）或诺丁汉大学理学院媒体关系经理简·埃克（Jane Icke，电话+44 (0)115 951 5751，邮箱jane.icke@nottingham.ac.uk）。
