在最近发表在《Nature》杂志上的研究中，来自韩国成均馆大学的科学家们通过研究在生物材料技术和康复医学领域取得了重大进展。他们开发出了一种新方法，通过采用导电水凝胶形式的“可注射组织假体”与机器人辅助的康复相结合，有助于愈合肌肉损伤。
想象一下，如果你在海里游泳时遭遇了一条鲨鱼的攻击，导致大腿上的肌肉被咬伤，这会使得你的运动(http://www.maoyihang.com/sell/l_35/)和感觉功能完全丧失。如果不及时治疗，这种严重的肌肉损伤可能会导致永久性的功能丧失和残疾。那么，如何才能从这种损伤中恢复过来呢？
针对这类肌肉损伤的传统康复方法一直在寻找一种高效的闭环步态康复系统。这种系统需要将轻量级外骨骼和可穿戴/植入式的设备(http://www.maoyihang.com/sell/l_4/)结合在一起，以帮助患者通过恢复与神经和肌肉损伤相关的感觉和运动功能。但是，当前电子(http://www.maoyihang.com/sell/l_23/)材料的机械(http://www.maoyihang.com/sell/l_4/)性能和刚性导致其与软组织不相容，从而产生摩擦和炎症，延缓了患者的康复。
为了克服这些限制，研究人员转向研究一种叫做透明质酸（hyaluronic acid）的材料。这种物质通常被用作美容行业的填充剂。利用这种物质，研究人员开发出了一种可注射的水凝胶，用作“组织假体”（tissue prostheses）。这种水凝胶可以在肌肉/神经组织再生时暂时填补缺失的间隙。它的可注射性使其比传统的生物电子设备具有显著的优势。传统的生物电子设备不适合狭窄、深度或小的区域，并且需要进行侵入性的手术。由于具有高度的组织样特性，这种水凝胶可以与生物组织无缝对接，并且不需要手术就能轻松地应用于难以触及的身体部位。
研究者表示，水凝胶内的可逆和不可逆的交联可以适应注射过程中的高剪切应力，确保出色的机械稳定性。这种水凝胶还含有金纳米颗粒，使其具有优秀的电性能。它的导电性允许在损伤组织的两端之间传输电生理信号。此外，这种水凝胶是可生物降解的，这意味着患者不需要再次接受手术治疗。
研究者表示，这种材料具有类似于天然组织的机械性能、特殊的组织粘附性和可注射特性，从而为患者的康复提供了一种新的方法。接下来，研究人员在啮齿类动物模型中测试了这种新的想法。为了模拟体积性肌肉损失损伤，研究人员从这些动物的后腿上取下了一大块肌肉组织。
通过注射水凝胶并植入两种可拉伸的组织接口设备来用于电传感和刺激，研究人员改善了受伤啮齿类动物的步态。水凝胶假肢与机器人辅助相结合，并由肌肉肌电图信号引导。当它们结合在一起时，它们可以在没有神经刺激的情况下帮助提高动物的步态特征。此外，当长期使用导电水凝胶来填充肌肉损伤后，动物模型机体的肌肉组织再生得到了有效改善。
这项研究中，研究人员开发的导电水凝胶具有良好的电生理信号记录和刺激性能，具有广阔的应用前景。它能为生物电子设备领域提供一种新的方法，并可能成为一种用于康复支持的软组织假体。
研究者Shin Mikyung强调了这项研究的重要性。他表示：“我们创造了一种可注射、机械坚韧且导电的软组织假体，非常适合用于解决需要神经肌肉骨骼康复的严重肌肉损伤问题。”他还表示，这种可注射水凝胶的开发代表了一种全新的交联方法，是一项非常显著的成就。研究人员相信这种方法不仅适用于肌肉和周围神经组织，也适用于大脑和心脏等多种机体器官的损伤。
研究者认为，闭环步态康复系统需要坚韧的可注射水凝胶和可拉伸且能自愈的传感器。这些可以显著增强神经和肌肉骨骼损伤患者的康复前景，并在人体多个器官的精确诊断和治疗中发挥重要作用。目前，研究人员正在进一步研究以开发能以微创方式植入的神经和肌肉组织再生新材料。同时，他们还在探索通过注射可导电水凝胶来修复多种组织损伤的潜力，从而消除了进行开放手术的需要。
