利用人工智能和机器人技术治疗脊髓损伤

这项研究最近发表在先进医疗材料，该团队突破性地稳定了软骨素酶ABC (ChABC)，为应对脊髓损伤的患者提供了新的希望。

“这项研究是首次使用人工智能和机器人技术来制定高度敏感的治疗性蛋白质，并将其活性大幅延长。这是一项重大的科学成就，”该项目的首席研究员、罗格斯大学新不伦瑞克分校罗格斯工程学院(SOE)生物医学工程助理教授亚当·戈姆利说。

戈姆利表示，他的研究在一定程度上也是出于与脊髓损伤的个人联系。

葛姆利回忆说:“我永远不会忘记在医院的时候，我了解到一个亲密的大学朋友在一次山地自行车事故后腰部以下瘫痪，可能再也不能走路了。”“我们正在开发的疗法可能有一天会帮助像我朋友这样的人减轻脊髓上的疤痕，恢复功能。这是一个很好的理由，让我们在早上醒来，为进一步推进科学和潜在的治疗而奋斗。”

该研究的主要作者、罗格斯大学生物医学工程博士生Shashank Kosuri指出，脊髓损伤(sci)会对患者及其家人的身体、心理和社会经济福祉产生负面影响。脊髓损伤后不久，继发级联炎症产生密集的疤痕组织，可以抑制或阻止神经组织再生。

这项研究中成功稳定的酶ChABC，已知可以降解疤痕组织分子并促进组织再生，但在人体98.6华氏度的温度下，它非常不稳定，几小时内就会失去所有活性。Kosuri指出，这需要以非常高的剂量进行多次昂贵的输注来维持治疗效果。

合成共聚物能够包裹在ChABC等酶周围，并将它们稳定在不利的微环境中。为了稳定这种酶，研究人员利用人工智能驱动的方法和液体处理机器人来合成和测试许多共聚物稳定ChABC的能力，并在98.6°F保持其活性。

虽然研究人员能够识别出几种性能良好的共聚物，但Kosuri报告说，一种共聚物组合甚至可以持续保留30%的酶长达一周，这对寻求脊髓损伤治疗的患者来说是一个有希望的结果。

这项研究得到了美国国立卫生研究院、国家科学基金会和新泽西脊髓研究委员会的资助。除了Gormley和Kosuri，罗格斯大学的研究团队还包括SOE教授李才和杰出教授Martin Yarmush，以及几名SOE下属的学生。普林斯顿大学化学与生物工程系的教师和学生也参与了该项目。