NUS-onderzoekers hebben een methode ontdekt om een ​​biologische interpenetrerende netwerk (IPN) hydrogel te fabriceren met behulp van toegepaste reologie.

Hydrogels zijn driedimensionale netwerken van verknoopte polymeren. Echter, huidige hydrogel wondverbanden zijn gemaakt van synthetische polymeren die biologisch inert zijn en de biologie van de gastheer niet naar wondgenezing drijven. Een dergelijke behandelingsmodaliteit is met name paradoxaal voor ernstige wonden waar exogene mediatoren cruciaal zijn voor regeneratie. Onlangs, de opname van stamcellen is voorgesteld om inerte verbanden met biologische eigenschappen te verlenen. De cellen bezitten het vermogen om paracriene wondgenezingsfactoren af ​​te geven en te differentiëren in meerdere huidceltypes om verloren weefsels te vervangen. Om aspecten van de natuurlijke extracellulaire matrix (ECM) omgeving van de stamcellen te repliceren, onderzoekers wenden zich tot natuurlijke polymeren die meer cytocompatibel zijn.

Bronnen uit de opslagplaats van de natuur, gellangom, wat een exopolysaccharide is dat wordt uitgescheiden door de bacterie Sphingomonas elodea, krijgt erkenning voor zijn FDA GRAS en high-yield productiestatus. Hoewel het gemakkelijk hydrogels vormt onder fysiologische omstandigheden, gellangom heeft geen celadhesiegroep om stamcellen effectief te huisvesten. Dit kan worden overwonnen door een secundair collageenpolymeernetwerk op te nemen om gellangom-hydrogels met celadhesiviteit te verlenen.

Echter, gellangom en collageen hebben tegengestelde temperatuurafhankelijke geleringsmechanismen. Met behulp van toegepaste reologie, een onderzoeksteam onder leiding van Prof Rachel EE van de afdeling Farmacie, De National University of Singapore heeft een methode ontwikkeld om de temperatuur nauwkeurig te regelen zodat een IPN-hydrogel tussen gellangom en collageen op natuurlijke wijze wordt gevormd. De aanpak van haar team om gellangom om te zetten in een biologische scaffold met collageen is een significante verbetering die mogelijk kan leiden tot commerciële ontwikkeling. Ingekapselde stamcellen die de IPN-hydrogel gebruikten, konden zich hechten aan en zich vermenigvuldigen in de gelmatrix (zie figuur). Verdere diermodelexperimenten toonden aan dat de met cellen beladen IPN-hydrogels de wondgenezing bij ernstige brandwonden konden bevorderen. Dit werk is beschermd en er is patent aangevraagd.

Prof Ee zei, "Samen met onze partners in Roquette, we zetten ons in om de rijke diversiteit aan plantaardige materialen voor biomedische toepassingen te ontginnen. Ons werk is een opwindend voorbeeld van hoe de academische wereld en de industrie onze middelen kunnen bundelen voor impactvolle ontdekkingen."