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Nanocarbon-Enforced Anisotropic MusCAMLR for Rapid Rescue of Mechanically Damaged Skeletal Muscles
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2023-05-31 , DOI: 10.1021/acsami.3c01889 Niranjan Chatterjee 1 , Santosh Kumar Misra 1, 2
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2023-05-31 , DOI: 10.1021/acsami.3c01889 Niranjan Chatterjee 1 , Santosh Kumar Misra 1, 2
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Mechanical damages to skeletal muscles could be detrimental to the active work hours and lifestyle of athletes, mountaineers, and security personnel. In this regard, the slowness of conventional treatment strategies and drug-associated side effects greatly demand the design and development of novel biomaterials, which can rescue such mechanically damaged skeletal muscles. To accomplish this demand, we have developed a musculoresponsive polymer–carbon composite for assisting myotubular regeneration (MusCAMLR). The MusCAMLR is enforced to attain anisotropic muscle-like characteristics while incorporating a smartly passivated nanoscale carbon material in the PNIPAM gel under physiological conditions as a stimulus, which is not achieved by the pristine nanocarbon system. The MusCAMLR establishes a specific mechanical interaction with muscle cells, supports myotube regeneration, maintains excellent mechanical similarity with the myotube, and restores the structural integrity and biochemical parameters of mechanically damaged muscles in a delayed onset muscle soreness (DOMS) rat model within a short period of 72 h. Concisely, this study discloses the potential of smartly passivated nanocarbon in generating an advanced biomaterial system, MusCAMLR, from a regularly used polymeric hydrogel system. This engineered polymer–carbon composite reveals its possible potential to be used as a nondrug therapeutic alternative for rescuing mechanically damaged muscles and probably can be extended for therapy of various other diseases including muscular dystrophy.
中文翻译：
纳米碳增强的各向异性 MusCAMLR 用于快速拯救机械损伤的骨骼肌
骨骼肌的机械损伤可能不利于运动员、登山者和安保人员的积极工作时间和生活方式。在这方面，传统治疗策略的缓慢和药物相关的副作用极大地需要设计和开发新型生物材料，以拯救这种机械损伤的骨骼肌。为了满足这一需求，我们开发了一种用于辅助肌管再生的肌肉反应性聚合物-碳复合材料 (MusCAMLR)。MusCAMLR 被迫获得各向异性的肌肉样特性，同时在生理条件下将巧妙钝化的纳米级碳材料作为刺激物加入 PNIPAM 凝胶中，这是原始纳米碳系统无法实现的。MusCAMLR 与肌肉细胞建立特定的机械相互作用，支持肌管再生，与肌管保持良好的机械相似性，并在 72 小时的短时间内恢复延迟性肌肉酸痛 (DOMS) 大鼠模型中机械损伤肌肉的结构完整性和生化参数。简而言之，这项研究揭示了智能钝化的纳米碳在从常用的聚合物水凝胶系统中生成先进的生物材料系统 MusCAMLR 的潜力。这种工程化的聚合物-碳复合材料揭示了它可能被用作非药物治疗替代品来挽救机械损伤的肌肉，并且可能可以扩展用于治疗各种其他疾病，包括肌营养不良症。并在 72 小时的短时间内恢复延迟性肌肉酸痛 (DOMS) 大鼠模型中机械损伤肌肉的结构完整性和生化参数。简而言之，这项研究揭示了智能钝化的纳米碳在从常用的聚合物水凝胶系统中生成先进的生物材料系统 MusCAMLR 的潜力。这种工程化的聚合物-碳复合材料揭示了它可能被用作非药物治疗替代品来挽救机械损伤的肌肉，并且可能可以扩展用于治疗各种其他疾病，包括肌营养不良症。并在 72 小时的短时间内恢复延迟性肌肉酸痛 (DOMS) 大鼠模型中机械损伤肌肉的结构完整性和生化参数。简而言之，这项研究揭示了智能钝化的纳米碳在从常用的聚合物水凝胶系统中生成先进的生物材料系统 MusCAMLR 的潜力。这种工程化的聚合物-碳复合材料揭示了它可能被用作非药物治疗替代品来挽救机械损伤的肌肉，并且可能可以扩展用于治疗各种其他疾病，包括肌营养不良症。这项研究揭示了智能钝化的纳米碳在从常用的聚合物水凝胶系统中生成先进的生物材料系统 MusCAMLR 方面的潜力。这种工程化的聚合物-碳复合材料揭示了它可能被用作非药物治疗替代品来挽救机械损伤的肌肉，并且可能可以扩展用于治疗各种其他疾病，包括肌营养不良症。这项研究揭示了智能钝化的纳米碳在从常用的聚合物水凝胶系统中生成先进的生物材料系统 MusCAMLR 方面的潜力。这种工程化的聚合物-碳复合材料揭示了它可能被用作非药物治疗替代品来挽救机械损伤的肌肉，并且可能可以扩展用于治疗各种其他疾病，包括肌营养不良症。
更新日期：2023-05-31
中文翻译：
纳米碳增强的各向异性 MusCAMLR 用于快速拯救机械损伤的骨骼肌
骨骼肌的机械损伤可能不利于运动员、登山者和安保人员的积极工作时间和生活方式。在这方面，传统治疗策略的缓慢和药物相关的副作用极大地需要设计和开发新型生物材料，以拯救这种机械损伤的骨骼肌。为了满足这一需求，我们开发了一种用于辅助肌管再生的肌肉反应性聚合物-碳复合材料 (MusCAMLR)。MusCAMLR 被迫获得各向异性的肌肉样特性，同时在生理条件下将巧妙钝化的纳米级碳材料作为刺激物加入 PNIPAM 凝胶中，这是原始纳米碳系统无法实现的。MusCAMLR 与肌肉细胞建立特定的机械相互作用，支持肌管再生，与肌管保持良好的机械相似性，并在 72 小时的短时间内恢复延迟性肌肉酸痛 (DOMS) 大鼠模型中机械损伤肌肉的结构完整性和生化参数。简而言之，这项研究揭示了智能钝化的纳米碳在从常用的聚合物水凝胶系统中生成先进的生物材料系统 MusCAMLR 的潜力。这种工程化的聚合物-碳复合材料揭示了它可能被用作非药物治疗替代品来挽救机械损伤的肌肉，并且可能可以扩展用于治疗各种其他疾病，包括肌营养不良症。并在 72 小时的短时间内恢复延迟性肌肉酸痛 (DOMS) 大鼠模型中机械损伤肌肉的结构完整性和生化参数。简而言之，这项研究揭示了智能钝化的纳米碳在从常用的聚合物水凝胶系统中生成先进的生物材料系统 MusCAMLR 的潜力。这种工程化的聚合物-碳复合材料揭示了它可能被用作非药物治疗替代品来挽救机械损伤的肌肉，并且可能可以扩展用于治疗各种其他疾病，包括肌营养不良症。并在 72 小时的短时间内恢复延迟性肌肉酸痛 (DOMS) 大鼠模型中机械损伤肌肉的结构完整性和生化参数。简而言之，这项研究揭示了智能钝化的纳米碳在从常用的聚合物水凝胶系统中生成先进的生物材料系统 MusCAMLR 的潜力。这种工程化的聚合物-碳复合材料揭示了它可能被用作非药物治疗替代品来挽救机械损伤的肌肉，并且可能可以扩展用于治疗各种其他疾病，包括肌营养不良症。这项研究揭示了智能钝化的纳米碳在从常用的聚合物水凝胶系统中生成先进的生物材料系统 MusCAMLR 方面的潜力。这种工程化的聚合物-碳复合材料揭示了它可能被用作非药物治疗替代品来挽救机械损伤的肌肉，并且可能可以扩展用于治疗各种其他疾病，包括肌营养不良症。这项研究揭示了智能钝化的纳米碳在从常用的聚合物水凝胶系统中生成先进的生物材料系统 MusCAMLR 方面的潜力。这种工程化的聚合物-碳复合材料揭示了它可能被用作非药物治疗替代品来挽救机械损伤的肌肉，并且可能可以扩展用于治疗各种其他疾病，包括肌营养不良症。
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