science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Een hydrogel die beschadigde zenuwen kan helpen herstellen

Een geleidende polymeerhydrogel kan helpen bij het herstellen van beschadigde perifere zenuwen. Credit:Aangepast van ACS Nano 2020, DOI:10.1021/acsnano.0c05197

Verwondingen aan perifere zenuwen - weefsels die bio-elektrische signalen van de hersenen naar de rest van het lichaam overbrengen - resulteren vaak in chronische pijn, neurologische aandoeningen, verlamming of handicap. Nutsvoorzieningen, onderzoekers hebben een rekbare geleidende hydrogel ontwikkeld die ooit kan worden gebruikt om dit soort zenuwen te repareren als er schade is. Ze rapporteren hun resultaten in ACS Nano .

Verwondingen waarbij een perifere zenuw volledig is doorgesneden, zoals een diepe snee door een ongeval, zijn moeilijk te behandelen. Een gemeenschappelijke strategie, autologe zenuwtransplantatie genoemd, houdt in dat een deel van de perifere zenuw van elders in het lichaam wordt verwijderd en aan de uiteinden van de afgesneden zenuw wordt genaaid. Echter, de operatie herstelt niet altijd de functie, en soms zijn meerdere vervolgoperaties nodig. Kunstmatige zenuwtransplantaten, in combinatie met ondersteunende cellen, zijn ook gebruikt, maar het duurt vaak lang voordat de zenuwen volledig zijn hersteld. Qun Dong Shen, Chang Chun Wang, Ze-Zhang Zhu en collega's wilden een effectieve, snelwerkende behandeling die autologe zenuwtransplantatie zou kunnen vervangen. Voor dit doeleinde, ze besloten om het geleiden van hydrogels te onderzoeken - in water gezwollen, biocompatibele polymeren die bio-elektrische signalen kunnen overbrengen.

De onderzoekers maakten een taaie maar rekbare geleidende hydrogel met daarin polyaniline en polyacrylamide. Het verknoopte polymeer had een 3D microporeus netwerk dat, eenmaal geïmplanteerd, liet zenuwcellen binnenkomen en hechten, helpen bij het herstellen van verloren weefsel. Het team toonde aan dat het materiaal bio-elektrische signalen kan geleiden via een beschadigde heupzenuw die van een pad is verwijderd. Vervolgens, ze implanteerden de hydrogel in ratten met heupzenuwletsels. Twee weken later, de zenuwen van de ratten herstelden hun bio-elektrische eigenschappen, en hun lopen verbeterde in vergelijking met onbehandelde ratten. Omdat de stroomgeleidende eigenschappen van het materiaal verbeteren bij bestraling door nabij-infrarood licht, die weefsels kunnen binnendringen, het zou mogelijk kunnen zijn om op deze manier de zenuwgeleiding en het herstel verder te verbeteren, zeggen de onderzoekers.