Научниците за прв пат создадоа хидрогел за инјектирање кој претходно вклучува биоактивни молекули специфични за ткивото преку нови вкрстени поврзувачи. Опишаниот хидрогел има силен потенцијал за употреба во ткивното инженерство
Ткиво инженерството е развој на замени за ткива и органи - тридимензионални клеточни конструкции - кои имаат својства слични на природните ткива. Инженерство на ткиво има за цел обновување, зачувување или подобрување на функциите на ткивото со употреба на овие биолошки активни скелиња. Синтетички хидрогел полимерите се поздравени како надежни кандидати за обезбедување на такви механички скелиња поради нивниот уникатен состав и структурни сличности со природната екстрацелуларна матрица. Хидрогелите имитираат ткивна средина, а вкрстено поврзување во хидрогелите му помагаат на материјалот да ја одржи својата структура дури и кога апсорбира огромни количества вода. Меѓутоа, моментално достапните хидрогели се биолошки инертни и затоа не можат да дејствуваат самостојно за да поттикнат соодветна биолошка функција. Тие бараат додавање на компатибилни биомолекули (пример фактори на раст, адхезивни лиганди) што ги прави императивен дел од хидрогелите.
Во една студија објавена на 11 јуни во Напредокот на науката, научниците развија нов модуларен хидрогел за инјектирање кој користи вкрстено поврзување наречено PdBT - биоразградливо соединение - за вкрстено поврзување на полимерот на хидрогелот за да се создаде отечен, биоактивен хидрогел. PdBT инкорпорира биоактивни молекули со нивно закотвување во хемиските вкрстени поврзувачи во хидрогелот. Специфичните биомолекули може едноставно да се мешаат со PdBT на собна температура и со тоа биоактивните молекули стануваат интегриран дел од хидрогелот. Таквиот систем, развиен за прв пат, има способност да се врзува за ткивни специфични биомолекули на собна температура за да се функционализира без да бара секундарна инјекција или систем подоцна.
Додадените биомолекули остануваат закотвени за хидрогелот и можат да се претстават директно до целното ткиво. Ова ја спречува дифузијата во областа надвор од целната област, избегнувајќи несакани последици како инактивација или вишок на ткиво. Беа спроведени експерименти на коските и 'рскавицата користејќи специфични PdBT мономери со додавање на функционалност преку инкорпорирање на хидрофобниот N-кадерин пептид поврзан со 'рскавицата и хидрофилен коскено морфогенетски протеин пептид и гликозаминогликан, хондроитин сулфат добиен од 'рскавица. Оваа хидрогелна смеса може директно да се инјектира во целното ткиво. Биомолекулите инкорпорирани во хидрогелот доаѓаат во контакт со телесните мезенхимални матични клетки од ткивото домаќин и ги „намамуваат“ за да се додадат во целната област за да се „засадат“ или да започнат нов раст. Откако новото ткиво расте, хидрогелот се разградува и исчезнува.
Новиот хидрогел опишан во тековната студија може да се подготви на собна температура за непосредна употреба и соодветно да се прилагоди за различни ткива. Директниот процес на подготовка спречува термичка деградација на биомолекулите што беше проблем со претходните хидрогели бидејќи тоа влијае на нивната биолошка активност. Биоактивни хидрогели можат да помогнат во регенерацијата на коските, 'рскавицата, кожата и другите ткива. Оваа нова техника која користи биоактивен хидрогел за инјектирање со поволни својства има силен потенцијал за употреба во ткивното инженерство.
***
{Можете да го прочитате оригиналниот истражувачки труд со кликнување на врската DOI дадена подолу во списокот со цитирани извори}
Извор (и)
Гуо Џ.Л. и сор. 2019 година. Науката напредува. 5 (6). https://doi.org/10.1126/sciadv.aaw7396
