Wetenskaplikes het vir die eerste keer 'n inspuitbare hidrogel geskep wat vooraf weefselspesifieke bioaktiewe molekules via nuwe kruisbinders inkorporeer. Die hidrogel wat beskryf word, het 'n sterk potensiaal vir gebruik in weefselingenieurswese
Weefsel ingenieurswese is die ontwikkeling van weefsel- en orgaanvervangers – driedimensionele sellulêre konstrukte – met eienskappe soortgelyk aan natuurlike weefsels. Weefselingenieurswese het ten doel om weefselfunksies te herstel, te bewaar of te verbeter deur gebruik te maak van hierdie biologies aktiewe steiers. Sinteties tuberculose polimere word beskou as belowende kandidate om sulke meganiese steiers te verskaf vanweë hul unieke samestelling en strukturele ooreenkomste met natuurlike ekstrasellulêre matriks. Hidrogels boots weefselomgewings na en die kruisbinders in hidrogels help die materiaal om sy struktuur te behou selfs wanneer dit groot hoeveelhede water geabsorbeer het. Tans beskikbare hidrogels is egter biologies inert en kan dus nie selfstandig optree om 'n toepaslike biologiese funksie te dryf nie. Hulle benodig byvoeging van versoenbare biomolekules (byvoorbeeld groeifaktore, kleefligande) wat hulle 'n noodsaaklike deel van hidrogels maak.
In 'n studie gepubliseer op 11 Junie in Wetenskap Voorskotte, het wetenskaplikes 'n nuwe modulêre inspuitbare hidrogel ontwikkel wat 'n kruisbinder genaamd PdBT gebruik - 'n bioafbreekbare verbinding - vir kruisbinding van die hidrogel polimeer om 'n geswelde, bioaktiewe hidrogel te skep. Die PdBT inkorporeer bioaktiewe molekules deur hulle in die chemiese kruisbinders in die hidrogel te veranker. Die spesifieke biomolekules kan eenvoudig by kamertemperatuur met PdBT gemeng word en sodoende word bioaktiewe molekules 'n geïntegreerde deel van die hidrogel. So 'n stelsel, wat vir die eerste keer ontwikkel is, het die vermoë om by kamertemperatuur aan weefselspesifieke biomolekules te bind om gefunksionaliseer te word sonder dat dit later enige sekondêre inspuiting of sisteem vereis.
Die bygevoegde biomolekules bly geanker aan die hidrogel en kan direk aan die teikenweefsel aangebied word. Dit voorkom diffusie na area buite die teikenarea en vermy ongewenste gevolge soos inaktivering of oortollige weefselgroei. Eksperimente is uitgevoer op been en kraakbeen deur gebruik te maak van spesifieke PdBT monomere deur funksionaliteit by te voeg deur kraakbeen-geassosieerde hidrofobiese N-cadherin-peptied en 'n hidrofiele beenmorfogenetiese proteïenpeptied, en 'n kraakbeen-afgeleide glikosaminoglikaan, chondroïtiensulfaat, in te sluit. Hierdie hidrogelmengsel kan direk in die teikenweefsel ingespuit word. Biomolekules wat in die hidrogel ingewerk is, kom in kontak met die liggaam se mesenchimale stamselle van die gasheerweefsel en "lok" hulle sodat hulle by die teikenarea gevoeg word om te "saai" of nuwe groei te begin. Sodra die nuwe weefsel groei, word die hidrogel afgebreek en verdwyn.
Die nuwe hidrogel wat in die huidige studie beskryf word, kan by kamertemperatuur voorberei word vir onmiddellike gebruik en kan dienooreenkomstig aangepas word vir verskillende weefsels. Die eenvoudige voorbereidingsproses verhoed termiese afbraak van biomolekules wat 'n probleem was met vorige hidrogels aangesien dit hul biologiese aktiwiteit beïnvloed. Bioaktiewe hidrogels kan help om been, kraakbeen, vel en ander weefsels te herstel. Hierdie nuwe tegniek wat 'n inspuitbare bioaktiewe hidrogel met gunstige eienskappe gebruik, het 'n sterk potensiaal vir gebruik in weefselingenieurswese.
***
{Jy kan die oorspronklike navorsingsartikel lees deur die DOI-skakel wat hieronder gegee word in die lys van aangehaalde bronne te klik}
Bronne)
Guo JL et al. 2019. Modulêre, weefselspesifieke en bioafbreekbare hidrogel-kruisbinders vir weefselingenieurswese. Wetenskap vooruitgang. 5 (6). https://doi.org/10.1126/sciadv.aaw7396
