Գիտնականներն առաջին անգամ ստեղծել են ներարկվող հիդրոգել, որը նախապես ներառում է հյուսվածքներին հատուկ կենսաակտիվ մոլեկուլներ՝ նոր խաչաձև կապող սարքերի միջոցով: Նկարագրված հիդրոգելն ունի հյուսվածքների ճարտարագիտության մեջ օգտագործման մեծ ներուժ
Հյուսվածք Ինժեներությունը հյուսվածքների և օրգանների փոխարինիչների՝ եռաչափ բջջային կառուցվածքների զարգացումն է, որոնք ունեն բնական հյուսվածքների նման հատկություններ: Հյուսվածքների ճարտարագիտություն նպատակն է վերականգնել, պահպանել կամ բարելավել հյուսվածքների գործառույթները՝ օգտագործելով այս կենսաբանական ակտիվ փայտամածները: Սինթետիկ հիդրոժել պոլիմերները ողջունվել են որպես նման մեխանիկական փայտամածներ ապահովելու խոստումնալից թեկնածուներ՝ շնորհիվ բնական արտաբջջային մատրիցով իրենց յուրահատուկ կազմի և կառուցվածքային նմանությունների: Հիդրոգելները նմանակում են հյուսվածքների միջավայրը, և հիդրոգելներում պարունակվող խաչմերուկները օգնում են նյութին պահպանել իր կառուցվածքը նույնիսկ այն դեպքում, երբ այն կլանել է հսկայական քանակությամբ ջուր: Այնուամենայնիվ, ներկայումս առկա հիդրոգելները կենսաբանորեն իներտ են և, հետևաբար, չեն կարող ինքնուրույն գործել՝ համապատասխան կենսաբանական ֆունկցիա վարելու համար: Նրանք պահանջում են համատեղելի բիոմոլեկուլների ավելացում (օրինակ՝ աճի գործոններ, սոսինձային լիգանդներ)՝ դրանք դարձնելով հիդրոգելների պարտադիր բաղադրիչ:
հունիսի 11-ին հրապարակված ուսումնասիրության մեջ Գիտություն ԱռաջընթացԳիտնականները մշակել են նոր մոդուլային ներարկվող հիդրոգել, որն օգտագործում է PdBT կոչվող խաչմերուկը՝ կենսաքայքայվող միացություն, հիդրոգելի պոլիմերի խաչաձև կապի համար՝ այտուցված, կենսաակտիվ հիդրոգել ստեղծելու համար: PdBT-ն ներառում է կենսաակտիվ մոլեկուլներ՝ դրանք խարսխելով հիդրոգելի քիմիական խաչմերուկներում: Հատուկ բիոմոլեկուլները կարող են պարզապես խառնվել PdBT-ի հետ սենյակային ջերմաստիճանում և դրանով իսկ կենսաակտիվ մոլեկուլները դառնում են հիդրոգելի անբաժանելի մասը: Նման համակարգը, որը մշակվել է առաջին անգամ, ունի սենյակային ջերմաստիճանում հյուսվածքային հատուկ բիոմոլեկուլների հետ կապվելու ունակություն, որպեսզի ֆունկցիոնալ դառնա՝ հետագայում առանց որևէ երկրորդական ներարկում կամ համակարգ պահանջելու:
Ավելացված կենսամոլեկուլները մնում են խարսխված հիդրոգելի վրա և կարող են ուղղակիորեն ներկայացվել թիրախային հյուսվածքին: Սա կանխում է դիֆուզիան դեպի թիրախ տարածքից դուրս գտնվող տարածք՝ խուսափելով անցանկալի հետևանքներից, ինչպիսիք են անակտիվացումը կամ ավելորդ հյուսվածքների աճը: Փորձերն անցկացվել են ոսկորների և աճառի վրա՝ օգտագործելով հատուկ PdBT մոնոմերներ՝ ավելացնելով ֆունկցիոնալությունը՝ ներառելով աճառի հետ կապված հիդրոֆոբ N-cadherin պեպտիդը և հիդրոֆիլ ոսկրային մորֆոգենետիկ սպիտակուցի պեպտիդը և աճառից ստացված գլիկոզամինոգլիկանը՝ քոնդրոիտին սուլֆատը: Այս հիդրոգելային խառնուրդը կարող է ուղղակիորեն ներարկվել թիրախային հյուսվածքի մեջ: Հիդրոգելի մեջ ներառված բիոմոլեկուլները շփվում են հյուրընկալող հյուսվածքի մարմնի մեզենխիմալ ցողունային բջիջների հետ և «գայթակղում» նրանց, որպեսզի դրանք ավելացվեն թիրախային տարածքում՝ «սերմելու» կամ նոր աճ սկսելու համար: Երբ նոր հյուսվածքն աճում է, հիդրոգելը քայքայվում և անհետանում է:
Ընթացիկ ուսումնասիրության մեջ նկարագրված նոր հիդրոգելը կարող է պատրաստվել սենյակային ջերմաստիճանում անմիջապես օգտագործման համար և կարող է համապատասխանաբար հարմարեցվել տարբեր հյուսվածքների համար: Պատրաստման պարզ գործընթացը կանխում է բիոմոլեկուլների ջերմային քայքայումը, ինչը նախկին հիդրոգելների հետ կապված խնդիր էր, քանի որ դա ազդում է դրանց կենսաբանական ակտիվության վրա: Բիոակտիվ հիդրոգելները կարող են օգնել վերականգնել ոսկորները, աճառները, մաշկը և այլ հյուսվածքները: Այս նոր տեխնիկան, որն օգտագործում է ներարկվող կենսաակտիվ հիդրոգել, որն ունի բարենպաստ հատկություններ, մեծ ներուժ ունի հյուսվածքների ճարտարագիտության մեջ օգտագործելու համար:
***
{Դուք կարող եք կարդալ հետազոտական հոդվածի բնօրինակը` սեղմելով ներքևում նշված DOI հղումը` մեջբերված աղբյուրների ցանկում:}
Աղբյուրը (ներ)
Guo JL et al. 2019. Մոդուլային, հյուսվածքներին հատուկ և կենսաքայքայվող հիդրոգելային խաչմերուկներ հյուսվածքների ճարտարագիտության համար: Գիտության առաջընթացը. 5 (6). https://doi.org/10.1126/sciadv.aaw7396
