Wetenschappers van de Tomsk Polytechnic University hebben samen met de University of Montana (VS) een veelbelovend nieuw materiaal voorgesteld voor regeneratieve geneeskunde voor het herstel van beschadigde weefsels en bloedvaten. Dit is een 3D-steiger, gemaakt van biologisch afbreekbaar materiaal en gevuld met speciale remmers, die ook bij TPU werden verkregen. Ze zetten letterlijk het werk van enzymen uit, verantwoordelijk voor de ontstekingsreactie, voorkomen in immuuncellen als reactie op externe prikkels. In dit geval, een dergelijk irriterend middel is een regeneratief materiaal.

Volgens wetenschappers, de voorgestelde oplossing is een eenvoudigere manier om de immuunrespons onder controle te houden in vergelijking met de bestaande. De resultaten zijn gepubliceerd in ACS Biomaterialen Wetenschap &Techniek .

"Vandaag de dag, onderzoekers hebben maar een paar instrumenten om de immuunrespons te reguleren. Je kunt werken met eiwitten, maar het is moeilijk. Je kunt verbindingen gebruiken, in staat om immuuncellen te doden, maar ze zijn schadelijk voor andere cellen.

We volgden een ander pad en stellen voor om remmers te gebruiken die direct in het materiaal zelf worden geplaatst om schade te herstellen, " zei Ksenia Stankevich, auteur van het artikel en ingenieur bij het Laboratory for Plasma Hybrid Systems.

Steigers zijn 3D-frames van dunne polymeervezels die in verschillende richtingen met elkaar verweven zijn. In de regeneratieve geneeskunde, ze worden gebruikt bij verwondingen van botten en zachte weefsels. Ze worden in het beschadigde gebied geplaatst en nieuw weefsel regenereert door de steiger en vult het gewonde gebied.

TPU en de Universiteit van Montana gebruikten een biologisch afbreekbaar polycaprolactonpolymeer voor hun steigers. Het maakt producten flexibeler en betaalbaarder in vergelijking met alternatieven. De steigers gemaakt van polycaprolacton zijn gemaakt met behulp van de methode van elektrospinnen, het produceren van de dunste vezels uit een polymeeroplossing onder het elektrische veld. In het stadium van het verkrijgen van de steigers, we introduceren remmers in de polymeerstructuur. Dit zijn twee verbindingen—IQ-1 (volledige naam—11H-indeno [1, 2-b] quinoxaline-11-on oxime) en IQ-1E (volledige naam – 11H-indeno [1, 2-b]chinoxaline-11- op O-(O-ethylcarboxymethyl)oxim).

"Remmers onderdrukken of vertragen fysiologische en fysisch-chemische processen. Ze beïnvloeden enzymen. Om dit te doen, het enzym en de remmer moeten in elkaar passen als een slot en een sleutel. Een van de groepen enzymen die verantwoordelijk zijn voor het ontstekingsproces is de JNK-groep, " legt Ksenia Stankevich uit.

"Eerder kregen we veelbelovende nieuwe remmers, hoge biologische activiteit aantonen bij het remmen van de werking van deze enzymen, zoals IQ-1 en IQ-1E. Onze steigers verschillen in het gebruik van specifieke remmers en ook in het feit dat we ze geleidelijk uit het materiaal kunnen losmaken, langdurig effect hebben. Dit komt voornamelijk door de geleidelijke natuurlijke afbraak van het polymeer. Aanvullend, het wordt afgebroken tot biocompatibel 6-hydroxycapronzuur, die wordt gerecycled door het menselijk lichaam."

De immuunrespons van een cel is een cascade van biochemische processen. In dit geval, de JNK-enzymen zijn schakels in de keten. Remmers binden zich aan enzymen en blokkeren hun werk. Dus, bij het onderdrukken van een link, we schakelen de hele daaropvolgende reactieketen uit.

"In dit artikel, we presenteren de onderzoeksresultaten over immuuncellen, geïsoleerd uit menselijk bloed en cellijnen. In de toekomst, we gaan op zoek naar mogelijkheden voor in vivo onderzoek. Eventueel, onze steigers kunnen worden gebruikt om schade aan zachte weefsels en bloedvaten te herstellen. Het polycaprolacton heeft alle geschikte mechanische eigenschappen. Bijvoorbeeld, het kan de negatieve gevolgen na een hartaanval en beroerte verminderen, ', zegt de onderzoeker.

"Steigers van verschillende materialen worden al geïmplementeerd in de medische praktijk in ontwikkelde landen, maar het is te vroeg om te spreken over hun wijdverbreide toepassing. Echter, het is slechts een kwestie van tijd - daarom blijven wetenschappers zoeken naar de meest effectieve materialen en biologisch actieve verbindingen. "