Химик риса Джеффри Хартгеринк, ведущий автор Вивек Кумар и их коллеги создали новую версию гидрогеля, который можно вводить во внутреннюю рану и помогать ему заживать, медленно разрушаясь, поскольку он заменяется естественной тканью.
Гидрогели используются как каркас, на котором клетки могут строить ткань. Новый гидрогель преодолевает множество проблем, которые не позволяют им реализовать свой потенциал для лечения травм и формирования новой сосудистой сети для лечения сердечного приступа, инсульта и ишемических заболеваний тканей.
Исследование появилось в этом месяце в журнале Американского химического общества ACS Nano.
Гидрогель Rice lab состоит из самособирающегося синтетического пептида, который формирует каркасы из нановолокон. Как и в более ранних версиях, материал можно вводить в жидкой форме, и он превращается в гель, наполненный нановолокном, в месте травмы.
Без крови, которая доставляет кислород и питательные вещества и выводит отходы, рост новых тканей ограничен. Итак, синтетические пептиды, которые образуют гидрогель, включают в себя имитатор фактора роста эндотелия сосудов, сигнальный белок, который способствует ангиогенезу, росту сети кровеносных сосудов.
По словам Хартгеринка, при моделировании и лабораторных испытаниях материал работает "исключительно хорошо".
«Одна вещь, которая отличает нашу работу, — это качество образующихся кровеносных сосудов», — сказал он. "Во многих опубликованных материалах вы видите кольца, которые имеют выстилку только из эндотелиальных клеток, и это указывает на очень незрелый кровеносный сосуд. Эти типы сосудов обычно не сохраняются и исчезают вскоре после того, как появляются.
«В нашем случае вы видите тот же слой эндотелиальных клеток, но окружающий его слой гладкомышечных клеток, который указывает на гораздо более зрелый сосуд, который, вероятно, сохранится."
По словам Хартгеринка, в предыдущих исследованиях имплантированные синтетические материалы имели тенденцию становиться инкапсулированными волокнистыми барьерами, которые препятствовали проникновению клеток и кровеносных сосудов в каркас.
«Это чрезвычайно распространенная проблема в синтетических материалах, помещаемых в тело», — сказал он. "Некоторые избегают этой проблемы, но если телу не нравится материал и он не может его разрушить, решение состоит в том, чтобы ограждать его. Как только это происходит, поток питательных веществ через этот барьер уменьшается почти до нуля.
Поэтому тот факт, что мы разработали систему доставки материала, не содержащего фиброзных капсул, с помощью шприца, действительно важен."
По его словам, характеристики более ранних гидрогелей, включая нежелательные иммунные ответы, деградацию поверхности, предшествующую их интеграции в биологические системы, и высвобождение побочных продуктов искусственной деградации.
«Этот гидрогель обладает множеством особенностей, которые вместе делают его уникальной системой», — сказал Хартгеринк. "Если вы посмотрите литературу о том, что сделали другие люди, каждая концепция, которая задействована в нашей системе, вероятно, где-то уже существует. Разница в том, что все эти функции работают вместе в одном месте."