Навукоўцы ўпершыню стварылі гідрагель для ін'екцый, які загадзя ўключае ў сябе тканка-спецыфічныя біяактыўныя малекулы з дапамогай новых сшывальнікаў. Апісаны гідрагель мае вялікі патэнцыял для выкарыстання ў тканкавай інжынерыі
Тканіна інжынерыя - гэта распрацоўка заменнікаў тканін і органаў - трохмерных клеткавых канструкцый - якія маюць ўласцівасці, падобныя да натуральных тканін. Тэхналогія тканін накіравана на аднаўленне, захаванне або ўзмацненне функцый тканін з дапамогай гэтых біялагічна актыўных каркасаў. Сінтэтычны гідрагель палімеры былі прызнаны перспектыўнымі кандыдатамі на стварэнне такіх механічных каркасаў з-за іх унікальнага складу і структурнага падабенства з натуральным пазаклеткавай матрыцай. Гідрагелі імітуюць асяроддзе тканін, а сшывальнікі ў гідрагелях дапамагаюць матэрыялу падтрымліваць сваю структуру, нават калі ён паглынае велізарную колькасць вады. Аднак даступныя ў цяперашні час гідрагелі з'яўляюцца біялагічна інэртнымі і, такім чынам, не могуць дзейнічаць самастойна, каб кіраваць адпаведную біялагічную функцыю. Яны патрабуюць дадання сумяшчальных біямалекул (прыклад фактараў росту, адгезивных лигандов), што робіць іх абавязковай часткай гідрагеляў.
У даследаванні, апублікаваным 11 чэрвеня ст Навука развіваеццаНавукоўцы распрацавалі новы модульны гідрагель для ін'екцый, які выкарыстоўвае сшывальнік пад назвай PdBT - біяраскладальнае злучэнне - для сшывання гідрагелевага палімера для стварэння набраклага, біялагічна актыўнага гідрагеля. PdBT ўключае ў сябе біялагічна актыўныя малекулы, замацаваўшы іх у хімічных сшывальнікаў у гідрагелі. Канкрэтныя біямалекулы можна проста змяшаць з PdBT пры пакаёвай тэмпературы і, робячы гэта, біяактыўныя малекулы становяцца інтэгральнай часткай гідрагеля. Такая сістэма, распрацаваная ўпершыню, мае здольнасць звязвацца з тканка-спецыфічнымі біямалекуламі пры пакаёвай тэмпературы, каб стаць функцыяналізаванымі, не патрабуючы ніякай другаснай ін'екцыі або сістэмы пазней.
Дададзеныя біямалекулы застаюцца замацаванымі на гідрагель і могуць быць прадстаўлены непасрэдна ў тканіны-мішэні. Гэта прадухіляе дыфузію ў вобласць за межамі мэтавай вобласці, пазбягаючы непажаданых наступстваў, такіх як інактывацыя або залішні рост тканін. Эксперыменты праводзіліся на костках і храстках з выкарыстаннем спецыфічных манамераў PdBT шляхам дадання функцыянальнасці за кошт уключэння звязанага з храстком гідрафобнага N-кадгеринового пептыда і гідрафільнага пептыда морфогенетического бялку косткі, а таксама гликозаминогликана, атрыманага з храстка, хондроіцінсульфату. Гэтую гідрагелевую сумесь можна непасрэдна ўводзіць у мэтавую тканіну. Біямалекулы, уключаныя ў гідрагель, уступаюць у кантакт з мезенхімальнымі ствалавымі клеткамі арганізма тканіны гаспадара і «прывабліваюць» іх, каб яны дадаваліся ў мэтавую вобласць, каб «засяваць» або ініцыяваць новы рост. Як толькі новая тканіна разрастаецца, гідрагель дэградуе і знікае.
Новы гідрагель, апісаны ў бягучым даследаванні, можа быць падрыхтаваны пры пакаёвай тэмпературы для неадкладнага выкарыстання і можа быць настроены адпаведна для розных тканін. Просты працэс падрыхтоўкі прадухіляе тэрмічную дэградацыю біямалекул, што было праблемай з папярэднімі гідрагелямі, паколькі гэта ўплывае на іх біялагічную актыўнасць. Біяактыўныя гідрагелі могуць дапамагчы ў рэгенерацыі костак, храсткоў, скуры і іншых тканін. Гэтая новая методыка, якая выкарыстоўвае біяактыўны гідрагель для ін'екцый, які валодае спрыяльнымі ўласцівасцямі, мае вялікі патэнцыял для выкарыстання ў тканкавай інжынерыі.
***
{Вы можаце прачытаць арыгінальную даследчую працу, націснуўшы на спасылку DOI, прыведзены ніжэй у спісе цытуемых крыніц}
Крыніца (я)
Guo JL і інш. 2019. Модульныя, тканка-спецыфічныя і біяраскладальныя гідрагелевыя сшывальнікі для тканкавай інжынерыі. Дасягненні навукі. 5 (6). https://doi.org/10.1126/sciadv.aaw7396
