近日，来自哈佛大学维斯生物启发工程研究所（WyssInstituteforBiologicallyInspiredEngineering）的研究团队在著名期刊《美国科学院院报》（PNAS）上发表了最新的骨骼肌再生医学研究成果，研究团队将工程学、机械力学应用到骨骼肌再生医学研究中，成功使用机械驱动疗法（mechanically-driventherapies）通过直接物理刺激，促进了骨骼肌的再生，这种方式将对于骨骼损伤患者的康复产生较大影响。
骨骼肌修复在人体中，近一半的由骨骼肌构成，骨骼肌分布于头、颈、躯干和四肢，占体重比约为40%。人运动时，会通过收缩牵引骨骼，由此完成运动过程。骨骼肌还是人体糖分主要的储存场所，承担了71%以上糖分的储存，对人体血糖平衡具有着重要的缓冲作用。
对于一些轻微的撕裂或者骨骼肌擦伤，骨骼肌可以进行自行修复。不过，一些由交通事故、手术等原因造成的大面积创伤、神经损伤是不能靠骨骼肌自行修复，而且创伤后常会留有大面积瘢痕、肌纤维，有时会导致肌肉功能丧失。
来自哈佛大学维斯生物启发工程研究所的研究人员们认为，在疾病康复过程中，人们经常依靠化学药物的治疗，而物理、动力形式的治疗效果也是不能忽视的。研究人员说，“我们的研究展现了物理、动力治疗干预的效果，它们会对患者产生非常直接的影响，在临床试验中也表现出巨大的潜力。”
该研究团队由哈佛大学生物工程学专家DavidMooney、哈佛工程和应用科学学院（SEAS）副教授、软机器人专家ConorWalsh和Berlin-Brandenburg中心再生医学专家GeorgDuda共同负责，他们希望能避开传统的治疗思路，尽量不使用药物、细胞治疗方法，尝试将物理和力学应用于治疗当中。
骨骼肌修复新思路
如何通过医疗措施辅助修复过程呢？
通常情况下，医生会采用药物、细胞治疗的方式帮助患者痊愈，大多数肌肉都是依赖化学药物得以再生的。不过，哈佛大学的研究团队将机械学、工程力学和软机器等物理学和力学知识融合，构建出两套全新的机械驱动治疗设备：
（1）生物可容的植入式磁性凝胶，也被称为“双相磁性凝胶”（biphasicferrogel）：这种磁性凝胶可以通过植入的方式和受损的组织相连，连接后，磁性凝胶会受到磁脉冲的影响，循环刺激受损的肌肉，并促进其修复。
（2）外置式软机械外压套囊：以非侵入方式将这种外压套置于患者受伤部位的外侧，当空气进入套囊时则会形成脉冲，用这种方式规律地按摩肌肉。
研究人员将肌肉损伤的老鼠和后肢缺血的老鼠作为研究模型，分别让它们接受两种机械设备的治疗，两周后对比结果。
两周后，研究人员发现，使用磁性凝胶和软机械外压套囊的小鼠的肌肉性能都得到了明显的改善，两种设备都能有效促进肌肉再生、消减疤痕。
两种治疗方案的效果比较相似，但是相比传统的治疗方法，这两种全新的疗法效率都提高了2.5倍。研究团队通过进一步试验证明，物理、机械刺激可以促进骨骼肌的再生，研究团队研发的磁性凝胶和非侵入式外压套囊则能够为骨骼肌修复提供全新的研究思路。
研究展望
研究人员认为，通过物理方式对肌肉组织进行规律的外力刺激，能够增加氧气、营养物质、水分的供给，同时还能够加快受损组织中有害物质的排出。通过磁性凝胶、佩戴外置式软机械外压套囊的方式，肌肉能达到较好的恢复条件，完成修复过程。
哈佛大学的研究团队所发布的最新研究中，与传统的药物、细胞疗法相比，更重视物理、机械驱动的治疗方式，而试验证明了这种方式确实能够更有效促进骨骼肌的修复，同时也打开了骨骼肌再生医学研究的新思路。
研究人员认为，机械治疗加强肌肉再生、减少疤痕生成的理念和技术在疾病治疗、损伤修复等领域有极大的潜力。目前，研究面临的挑战是如何将这种技术推向病房，实现临床转化，使它们能真正对健康事业产生积极影响。
参考文章：
PNAS揭示再生医学新力量！完美助力骨骼肌修复（生物探索）
Newfoundstrengthinregenerativemedicine（ScienceDaily）
Biologic-freemechanicallyinducedmuscleregeneration（ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences）
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