A tudósok először hoztak létre olyan injektálható hidrogélt, amely előzetesen szövetspecifikus bioaktív molekulákat tartalmaz új térhálósító szerek révén. A leírt hidrogél nagy potenciállal rendelkezik a szövetmérnöki felhasználásra
Szövet A tervezés a természetes szövetekhez hasonló tulajdonságokkal rendelkező szövet- és szervhelyettesítők – háromdimenziós sejtkonstrukciók – kifejlesztése. Szövettechnika Célja a szöveti funkciók helyreállítása, megőrzése vagy fokozása ezen biológiailag aktív állványok használatával. Szintetikus hidrogél A polimereket ígéretes jelöltekként üdvözölték ilyen mechanikus állványok biztosítására egyedülálló összetételük és szerkezeti hasonlóságuk miatt a természetes extracelluláris mátrixszal. A hidrogélek utánozzák a szöveti környezetet, a hidrogélekben található térhálósítók pedig segítenek az anyagnak megőrizni szerkezetét még akkor is, ha hatalmas mennyiségű vizet szív fel. A jelenleg rendelkezésre álló hidrogélek azonban biológiailag közömbösek, és így nem tudnak önállóan működni a megfelelő biológiai funkció végrehajtása érdekében. Kompatibilis biomolekulák (például növekedési faktorok, tapadó ligandumok) hozzáadását igénylik, így a hidrogélek elengedhetetlen részei.
Egy június 11-án közzétett tanulmányban Tudomány előlegekA tudósok egy új moduláris injektálható hidrogélt fejlesztettek ki, amely egy PdBT nevű térhálósítót – egy biológiailag lebomló vegyületet – használ a hidrogél polimer térhálósításához, hogy duzzadt, bioaktív hidrogélt hozzon létre. A PdBT bioaktív molekulákat foglal magában azáltal, hogy rögzíti azokat a hidrogél kémiai térhálósítóiban. A specifikus biomolekulák egyszerűen összekeverhetők PdBT-vel szobahőmérsékleten, és ezáltal a bioaktív molekulák a hidrogél szerves részévé válnak. Az első alkalommal kifejlesztett ilyen rendszer képes szövetspecifikus biomolekulákhoz szobahőmérsékleten kötődni, hogy funkcionalizálódjon anélkül, hogy később bármilyen másodlagos injekcióra vagy rendszerre lenne szükség.
A hozzáadott biomolekulák a hidrogélhez rögzítve maradnak, és közvetlenül a célszövetbe kerülhetnek. Ez megakadályozza a diffúziót a célterületen kívüli területre, elkerülve a nem kívánt következményeket, például az inaktivációt vagy a redundáns szövetnövekedést. Kísérleteket végeztek csonton és porcon specifikus PdBT monomerek felhasználásával, funkcionalitás hozzáadásával a porchoz kapcsolódó hidrofób N-kadherin peptid és egy hidrofil csontmorfogenetikus fehérje peptid, valamint egy porc eredetű glikozaminoglikán, kondroitin-szulfát beépítésével. Ez a hidrogél keverék közvetlenül a célszövetbe injektálható. A hidrogélbe beépült biomolekulák érintkezésbe kerülnek a szervezet mezenchimális őssejtjeivel a gazdaszövetben, és „elcsalogatják” azokat, így a célterülethez kerülnek, hogy „magot vethessenek”, vagy új növekedést indítsanak el. Amint az új szövet nő, a hidrogél lebomlik és eltűnik.
A jelen tanulmányban leírt új hidrogél szobahőmérsékleten azonnali felhasználásra elkészíthető, és ennek megfelelően testreszabható a különböző szövetekhez. Az egyszerű előállítási eljárás megakadályozza a biomolekulák termikus lebomlását, ami a korábbi hidrogéleknél probléma volt, mivel ez befolyásolja biológiai aktivitásukat. A bioaktív hidrogélek segíthetik a csontok, porcok, bőr és egyéb szövetek regenerálódását. Ennek az új, injektálható bioaktív hidrogélt használó, kedvező tulajdonságokkal rendelkező technikának nagy lehetősége van a szövetsebészetben történő felhasználásra.
***
{Az eredeti kutatási cikket a hivatkozott forrás(ok) listájában lent található DOI linkre kattintva olvashatja el}
Forrás (ok)
Guo JL et al. 2019. Moduláris, szövetspecifikus és biológiailag lebomló hidrogél térhálósítók szövetmérnöki célokra. A tudomány fejlődése. 5. (6). https://doi.org/10.1126/sciadv.aaw7396
