새로운 기계적 활성 접착제가 근육 위축을 막아줍니다.

2022년 11월 22일 짐 해머랜드 저

니티놀 스프링과 엘라스토머 절연체로 제작된 기계적 활성 젤-엘라스토머-니티놀 조직 접착제(MAGENTA) 장치 프로토타입, 규모에 맞는 페니 [사진 제공: Harvard University Wyss Institute]

그들은 이를 기계적으로 활성인 젤-엘라스토머-니티놀 조직 접착제의 약어인 MAGENTA라고 부릅니다. 하버드 대학의 Wyss 생물 영감 공학 연구소와 Harvard John A. Paulson 공학 및 응용 과학 학교의 연구원들은 동물 모델에서 MAGENTA를 성공적으로 테스트하고 연구 결과를 Nature Materials에 발표했습니다.

"MAGENTA를 통해 우리는 성장을 위한 핵심 분자 경로를 촉발하기 위해 근육 조직에 직접 배치할 수 있는 근육의 기계 자극을 위한 새로운 통합 다중 구성 요소 시스템을 개발했습니다."라고 Wyss 창립 핵심 교수진인 선임 저자 David Mooney가 말했습니다. 보도 자료. "이 연구는 외부에서 제공되는 스트레칭 및 수축 운동이 동물 모델에서 위축을 예방할 수 있다는 개념 증명을 처음으로 제공하는 반면, 우리는 장치의 핵심 디자인이 위축이 주요 문제인 다양한 질병 환경에 광범위하게 적용될 수 있다고 생각합니다. ."

MAGENTA 시스템은 형상 기억 능력을 위해 의료 기기에 사용되는 니켈-티타늄 합금인 니티놀로 만든 스프링을 사용합니다. 가열되면 니티놀 스프링이 빠르게 작동하고 신장 및 수축 주기의 빈도와 지속 시간으로 프로그래밍된 마이크로프로세서 장치에 의해 제어됩니다.

탄성중합체 소재는 "강력한 접착제"로 근육 조직에 고정되는 MAGENTA 장치의 니티놀 스프링을 절연합니다. 이 장치는 근육 운동의 자연스러운 축과 정렬될 때 기계적 힘을 근육 깊숙이 전달합니다.

[그림 제공: 하버드 대학교 Wyss 연구소]

그런 다음 연구원들은 장치를 쥐의 다리에 장착하고 최대 2주 동안 깁스를 했습니다.

제1저자이자 Wyss 기술 개발 펠로우인 남성성민은 보도 자료에서 “치료되지 않은 근육과 장치로 치료되었지만 자극되지 않은 근육은 이 기간 동안 크게 소모되는 반면, 적극적으로 자극된 근육은 근육 소모가 감소한 것으로 나타났습니다.”라고 말했습니다. "우리의 접근 방식은 또한 3주간의 고정 기간 동안 이미 손실된 근육량의 회복을 촉진하고 단백질 합성과 근육 성장을 유도하는 것으로 알려진 주요 생화학적 기계적 전달 경로의 활성화를 유도할 수 있습니다."

이 이미지는 MAGENTA 장치, 마우스 종아리 근육에 이식했을 때의 모습, 장치가 유발하는 변위 정도를 보여줍니다. [이미지 제공: 하버드 대학교 Wyss Institute]

연구원들은 또한 니티놀 스프링을 마이크로프로세서에 연결하는 와이어를 교체하여 장치를 작동시키기 위해 빛을 사용하는 실험을 했습니다. 피부를 통해 비치는 레이저 빛은 장치를 작동시킬 수 있었지만 지방 조직이 빛의 일부를 흡수하는 것처럼 보였기 때문에 동일한 주파수를 달성하지 못했습니다.

연구원들은 장치의 성능과 빛에 대한 감도가 향상될 수 있다고 말했습니다.

"MAGENTA의 일반적인 기능과 그 조립이 밀리미터에서 수 센티미터로 쉽게 확장될 수 있다는 사실은 위축을 치료할 뿐만 아니라 피부, 심장 및 기타 부위의 재생을 가속화하는 미래 기계요법의 핵심 요소로서 흥미로울 수 있습니다. 이러한 형태의 기계적 변환으로 이익을 얻을 수 있는 곳입니다."라고 Nam은 말했습니다.