利用人工智能和机器人技术治疗脊髓损伤

通过使用人工智能 (AI) 和机器人技术来配制治疗性蛋白质，由罗格斯大学研究人员领导的团队成功地稳定了一种酶，该酶能够降解脊髓损伤引起的疤痕组织并促进组织再生。

该研究最近发表在Advanced Healthcare Materials 上，详细介绍了该团队对软骨素酶 ABC (ChABC) 的突破性稳定性，为应对脊髓损伤的患者提供了新的希望。

“这项研究代表了人工智能和机器人技术首次被用于配制高度敏感的治疗性蛋白质并大量扩展其活性。这是一项重大的科学成就，”该项目的首席研究员兼助理 Adam Gormley 说罗格斯大学新不伦瑞克分校罗格斯工程学院 (SOE) 生物医学工程教授。

Gormley 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。

“我永远不会忘记在医院里的经历，在一次山地自行车事故后腰部以下瘫痪后，我知道一位亲密的大学朋友可能再也不会走路了，”戈姆利回忆道。“我们正在开发的疗法有朝一日可能会帮助像我朋友这样的人减轻他们脊髓上的疤痕并恢复功能。这是早上醒来并为进一步科学和潜在疗法而奋斗的一个很好的理由。”

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，脊髓损伤或 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。SCI 后不久，炎症的继发级联会产生致密的疤痕组织，可以抑制或阻止神经组织再生。

在研究中成功稳定的酶 ChABC 已知会降解疤痕组织分子并促进组织再生，但它在 98.6° F 的人体温度下高度不稳定，并在几小时内失去所有活性。Kosuri 指出，这需要以非常高的剂量进行多次昂贵的输注，以保持治疗效果。

合成共聚物能够包裹酶，如 ChABC，并在恶劣的微环境中稳定它们。为了稳定酶，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多种共聚物稳定 ChABC 并将其活性保持在 98.6° F 的能力。

虽然研究人员能够确定几种表现良好的共聚物，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，这对于寻求脊髓损伤护理的患者来说是一个有希望的结果。

该研究得到了美国国立卫生研究院、美国国家科学基金会和新泽西州脊髓研究委员会资助的资助。除了葛姆雷和科苏里，罗格斯大学的研究团队还包括国企李彩教授和特聘教授马丁·亚木什，以及几名国企附属学生。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。