Forskere introducerer forbedret injicerbart stillads for at fremme helbredelse

Forskere fra Rice University har fundet den balance, der er nødvendig for at hjælpe med helbredelse med højteknologisk hydrogel.

Riskemiker Jeffrey Hartgerink, hovedforfatter Vivek Kumar og deres kolleger har skabt en ny version af hydrogel, der kan injiceres i et indre sår og hjælpe det med at hele, mens det langsomt nedbrydes, da det erstattes af naturligt væv.

Hydrogels bruges som et stillads, hvorpå celler kan bygge væv. Den nye hydrogel overvinder en lang række problemer, der har forhindret dem i at nå deres potentiale til at behandle skader og danne ny vaskulatur til behandling af hjerteanfald, slagtilfælde og iskæmiske vævssygdomme.

Forskningen vises i denne måned i American Chemical Society journal ACS Nano .

Rice labs hydrogel er lavet af et selvsamlende syntetisk peptid, der danner nanofiber stilladser. Ligesom tidligere versioner, materialet kan injiceres i flydende form og bliver til en nanofiber-infunderet gel på skadestedet.

Uden blod til at levere ilt og næringsstoffer og udføre affald, ny vævsvækst er begrænset. Så syntetiske peptider, der danner hydrogel, inkorporerer en efterligning af vaskulær endotelvækstfaktor, et signalprotein, der fremmer angiogenese, væksten af ​​et netværk af blodkar. I simuleringer og laboratorietest, materialet fungerer "ekstraordinært godt, "Sagde Hartgerink.

"En ting, der adskiller vores arbejde, er kvaliteten af ​​de dannede blodkar, "sagde han." I meget af den publicerede litteratur, du ser ringe, der kun har endotelcellens foring, og det indikerer et meget umodent blodkar. Disse typer fartøjer vedvarer normalt ikke, og forsvinder kort tid efter, at de dukker op.

"I vores, du ser det samme endotelcellelag, men omkring det er et glat muskelcellelag, der angiver et meget mere modent kar, der sandsynligvis vil vedvare. "

I tidligere undersøgelser, implanterede syntetiske materialer havde en tendens til at blive indkapslet af fibrøse barrierer, der forhindrede celler og blodkar i at infiltrere stilladset, Sagde Hartgerink.

"Det er et ekstremt almindeligt problem i syntetiske materialer, der sættes i kroppen, "sagde han." Nogle undgår dette problem, men hvis kroppen ikke kan lide et materiale og ikke er i stand til at ødelægge det, løsningen er at vægge den af. Så snart det sker, næringsstrømmen over den barriere falder til næsten ingenting. Så det faktum, at vi har udviklet sprøjterettet levering af et materiale, der ikke udvikler fibrøs indkapsling, er virkelig vigtigt. "

Karakteristika for tidligere hydrogeler, herunder uønskede immunresponser, overfladeforringelse forud for deres integration i biologiske systemer og frigivelse af kunstige nedbrydningsprodukter, er også blevet fjernet, han sagde.

"Der er mange funktioner ved denne hydrogel, der kommer sammen for at gøre det til et unikt system, "Sagde Hartgerink." Hvis du ser gennem litteraturen på, hvad andre mennesker har gjort, hvert koncept, der er involveret i vores system, eksisterer sandsynligvis et eller andet sted allerede. Forskellen er, at vi har alle disse funktioner på ét sted, der arbejder sammen. "