Wetenschap
Een microscopisch beeld toont de uitgebreide infiltratie van robuuste bloedvaten (rood) in een nieuwe hydrogel-steiger die is ontwikkeld aan de Rice University om de genezing van inwendige verwondingen te helpen. De paarse cellen zijn pericyte-achtige cellen die nieuwe endotheelcellen omringen, helpen om de schepen te stabiliseren. De groene cellen circuleren door het nieuwe vaatstelsel. Klik op afbeelding voor een grotere versie. Krediet:Vivek Kumar/Hartgerink Research Group
Wetenschappers van Rice University hebben de balans gevonden die nodig is om genezing te bevorderen met hightech hydrogel.
Rijstchemicus Jeffrey Hartgerink, hoofdauteur Vivek Kumar en hun collega's hebben een nieuwe versie van de hydrogel gemaakt die in een inwendige wond kan worden geïnjecteerd en deze kan helpen genezen terwijl deze langzaam afbreekt omdat deze wordt vervangen door natuurlijk weefsel.
Hydrogels worden gebruikt als een steiger waarop cellen weefsel kunnen bouwen. De nieuwe hydrogel overwint een groot aantal problemen die hen ervan weerhielden hun potentieel te bereiken om verwondingen te behandelen en nieuwe vasculatuur te vormen om een hartaanval te behandelen, beroerte en ischemische weefselziekten.
Het onderzoek verschijnt deze maand in het tijdschrift American Chemical Society ACS Nano .
De hydrogel van het Rice-lab is gemaakt van een zelfassemblerend synthetisch peptide dat nanovezelsteigers vormt. Net als eerdere versies, het materiaal kan in vloeibare vorm worden geïnjecteerd en verandert op de plaats van de verwonding in een met nanovezels doordrenkte gel.
Zonder bloed om zuurstof en voedingsstoffen te leveren en afval uit te voeren, de groei van nieuw weefsel is beperkt. Dus synthetische peptiden die de hydrogel vormen, bevatten een nabootsing van de vasculaire endotheliale groeifactor, een signaaleiwit dat angiogenese bevordert, de groei van een netwerk van bloedvaten. In simulaties en laboratoriumtests, het materiaal werkt "buitengewoon goed, ', aldus Hartgerink.
"Een ding dat ons werk onderscheidt, is de kwaliteit van de bloedvaten die worden gevormd, " zei hij. "In veel van de gepubliceerde literatuur, je ziet ringen die alleen de endotheelcelbekleding hebben, en dat duidt op een zeer onvolgroeid bloedvat. Dit soort vaten houden meestal niet aan, en verdwijnen kort nadat ze verschijnen.
"Bij ons, zie je diezelfde endotheelcellaag, maar eromheen is een gladde spiercellaag die wijst op een veel volwassener vat dat waarschijnlijk zal blijven bestaan."
In eerdere onderzoeken is geïmplanteerde synthetische materialen hadden de neiging om te worden ingekapseld door vezelige barrières die ervoor zorgden dat cellen en bloedvaten niet in de steiger konden infiltreren, aldus Hartgerink.
"Dat is een veel voorkomend probleem bij synthetische materialen die in het lichaam worden gestopt, " zei hij. "Sommigen vermijden dit probleem, maar als het lichaam niet van een materiaal houdt en het niet kan vernietigen, de oplossing is om het af te sluiten. Zodra dat gebeurt, de stroom van voedingsstoffen over die barrière neemt af tot bijna niets. Dus het feit dat we een injectiespuit hebben ontwikkeld van een materiaal dat geen vezelachtige inkapseling ontwikkelt, is echt belangrijk."
Rice University-onderzoekers staan met een microscoopbeeld van hun synthetische peptide-hydrogel, die in interne wonden kan worden geïnjecteerd om steigers te vormen die hen helpen snel te genezen. Van links naar rechts:Jeffrey Hartgerink, Benjamin Wang, Siyu Shi en Vivek Kumar. Krediet:Jeff Fitlow
Kenmerken van eerdere hydrogels, inclusief ongewenste immuunreacties, oppervlaktedegradatie voorafgaand aan hun integratie in biologische systemen en het vrijkomen van kunstmatige afbraakbijproducten, zijn ook geëlimineerd, hij zei.
"Er zijn veel kenmerken van deze hydrogel die samenkomen om er een uniek systeem van te maken, Hartgerink zei. "Als je in de literatuur kijkt naar wat andere mensen hebben gedaan, elk concept dat bij ons systeem betrokken is, bestaat waarschijnlijk al ergens. Het verschil is dat we al deze functies op één plek samen hebben."
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com