«Мы очень заинтересованы в создании прочных, эластичных материалов из белков, потому что многие ткани человеческого тела эластичны. Если мы хотим использовать биоматериалы для регенерации этих тканей, нам нужны эластичность и гибкость », — сказал Аннаби, соавтор исследования. «Наш гидрогель очень гибкий, сделан из биосовместимого полипептида и может быть активирован с помощью света."
«Гидрогели — желеобразные материалы, которые могут имитировать свойства тканей человека — широко используются в биомедицине, но доступные в настоящее время материалы имеют ограничения. Некоторые синтетические гели со временем разлагаются на токсичные химические вещества, а некоторые натуральные гели недостаточно прочны, чтобы противостоять потоку артериальной крови через них », — сказал Хадемхоссейни.
Новый материал, известный как фотосшиваемый гидрогель на основе эластиноподобного полипептида (ELP), предлагает несколько преимуществ. Этот эластичный гидрогель образован с использованием светоактивированного полипептида.
При воздействии света между молекулами геля образуются прочные связи, обеспечивающие механическую стабильность без необходимости добавления каких-либо химических модификаторов в материал.
Команда сообщает, что гидрогель ELP может со временем перевариваться естественными ферментами и, по-видимому, не оказывает токсического воздействия при тестировании на живых клетках в лаборатории. Команда также обнаружила, что они могут контролировать, насколько материал набухает, а также его прочность, обнаружив, что гидрогель ELP может выдерживать большее растяжение, чем испытывает артериальная ткань в организме.
«Наш гидрогель имеет множество применений: его можно использовать в качестве каркаса для роста клеток или его можно объединить с клетками в чашке, а затем вводить для стимуляции роста тканей», — сказал Аннаби. «Кроме того, материал можно использовать в качестве герметика, прилипающего к ткани в месте повреждения и создавая барьер над раной."
Исследователи обнаружили, что можно комбинировать гель с наночастицами диоксида кремния — микроскопическими частицами, которые, как ранее было установлено, останавливают кровотечение, — чтобы создать еще более мощный барьер, способствующий заживлению ран.
«Это может позволить нам немедленно остановить кровотечение с помощью одной процедуры», — сказала Аннаби. «Мы видим большой потенциал для использования в клинике.
Наш метод прост, материал биосовместим, и мы надеемся, что в будущем он решит клинические проблемы."
Дальнейшие исследования на доклинических моделях потребуются для проверки свойств и безопасности материала перед его одобрением для использования на людях.
Работа выполнена в сотрудничестве с лабораторией доктора философии Брэдли Олсена Массачусетского технологического института. Другие исследователи, которые внесли свой вклад в эту работу, включают Йи-Нан Чжан, Реджинальд К. Эйвери, Керальт Валлмажо-Мартин, Александр Ассманн, Андреа Вег и Аднан Мемик.
Эта работа была поддержана Национальными институтами здравоохранения (NIH) (NIH / NIGMS 5T32GM008334, EB012597, AR057837, DE021468, HL099073, AI105024 и AR063745) и Национальным научным фондом.