Учените от университета Райс откриха баланса, необходим за подпомагане на изцелението с високотехнологичен хидрогел.

доставят

Оризовият химик Джефри Хартжеринк, водещият автор Вивек Кумар и техните колеги създадоха нова версия на хидрогела, който може да се инжектира във вътрешна рана и да му помогне да зараства, докато бавно се разгражда, тъй като се заменя с естествена тъкан.

Хидрогеловете се използват като скеле, върху което клетките могат да изграждат тъкан. Новият хидрогел преодолява редица проблеми, които им пречат да достигнат своя потенциал за лечение на наранявания и образуване на нова васкулатура за лечение на инфаркт, инсулт и исхемични тъканни заболявания.

Изследването се появява този месец в списанието на Американското химическо общество ACS Nano.

Хидрогелът на лабораторията за ориз е направен от самосглобяващ се синтетичен пептид, който образува нанофибърни скелета. Подобно на по-ранните версии, материалът може да се инжектира в течна форма и да се превърне в гел с инфузия на нанофибър на мястото на нараняването.

Без кръв, която да доставя кислород и хранителни вещества и да изхвърля отпадъците, растежът на нови тъкани е ограничен. Така синтетичните пептиди, които образуват хидрогела, включват имитация на съдов ендотелен растежен фактор, сигнален протеин, който насърчава ангиогенезата, растежа на мрежа от кръвоносни съдове. При симулации и лабораторни тестове материалът работи "изключително добре", каза Хартгеринк.

„Едно нещо, което отличава нашата работа, е качеството на образуваните кръвоносни съдове“, каза той. "В много от публикуваната литература виждате пръстени, които имат само лигавицата на ендотелните клетки и това показва много незрял кръвоносен съд. Тези видове съдове обикновено не персистират и изчезват малко след като се появят.

"В нашия виждате същия ендотелен клетъчен слой, но заобикалящ го е гладкомускулен клетъчен слой, който показва много по-зрял съд, който може да продължи да съществува."

В предишни проучвания имплантираните синтетични материали са склонни да се капсулират от влакнести бариери, които не позволяват на клетките и кръвоносните съдове да проникнат в скелето, каза Хартгеринк.

"Това е изключително често срещан проблем при синтетичните материали, вложени в тялото", каза той. "Някои избягват този проблем, но ако тялото не харесва даден материал и не е в състояние да го унищожи, решението е да го преградите. Веднага щом това се случи, притокът на хранителни вещества през тази бариера намалява до почти нищо. Така че фактът, че сме разработили насочена чрез спринцовка доставка на материал, който не развива влакнеста капсулация, е наистина важен. "

Характеристиките на по-ранните хидрогелове, включително нежелани имунни реакции, повърхностна деградация, предшестваща интегрирането им в биологични системи и освобождаването на странични продукти от изкуствено разграждане, също са елиминирани, каза той.

"Има много функции за този хидрогел, които се обединяват, за да го направят уникална система", каза Хартгеринк. "Ако разгледате литературата какво са направили други хора, всяка концепция, която участва в нашата система, вероятно вече съществува някъде. Разликата е, че имаме всички тези функции на едно място, работещи заедно."