Enfermedades de las articulaciones, como la osteoartritis de rodilla, son frecuentes en la población anciana y perjudican gravemente su calidad de vida. Los tratamientos convencionales, como los reemplazos de articulaciones artificiales, ofrecen un alivio temporal, pero tienen varias desventajas, incluida la funcionalidad limitada y la necesidad de reemplazo. Una mejor solución es encontrar una manera de promover la regeneración de tejidos en las articulaciones:hidrogeles de red de polímeros interpenetrantes (IPN), cuando se inyecta en las articulaciones, Haga exactamente esto:actuando como andamios para el crecimiento de nuevas células e imitando el entorno celular. Sin embargo, Las técnicas existentes para desarrollar IPN son tediosas:requieren la adición de productos químicos a través de múltiples pasos, lo que limita su aplicación práctica. Por lo tanto, Existe la necesidad de mejores técnicas que puedan facilitar el proceso de regeneración de tejidos.

En un nuevo estudio publicado en Química de Materiales , científicos de Japón, incluyendo el profesor asistente Shigehito Osawa y el profesor Hidenori Otsuka de la Universidad de Ciencias de Tokio, encontró un nuevo método para desarrollar andamios de regeneración de tejidos. El profesor Otsuka explica:"Generalmente, la formación de geles de IPN es un citotóxico, proceso de varios pasos:implica la construcción de una red, seguido de la adición de reactivos químicos o sometiéndolos a estímulos externos, como la temperatura o los cambios en la irradiación de la luz, para formar la otra red. Queríamos crear un andamio novedoso mediante un proceso de un solo paso, que podría superar las limitaciones de las IPN existentes ".

Para empezar, los científicos querían encontrar compuestos autoensamblados que pudieran formar redes independientes en 3-D sin interferir entre sí. Comenzaron seleccionando un péptido llamado RADA16, que, en condiciones fisiológicas, forma una red debido a interacciones electrostáticas e hidrófobas. Luego, recurrieron a un biopolímero llamado quitosano (CH) y un compuesto llamado polietilenglicol (PEG), que forman redes entre sí a través de reacciones químicas. Debido a que los mecanismos de formación de redes en RADA16 y CH / PEG eran drásticamente diferentes, los científicos especularon que estas redes no interferirían entre sí. Simplemente mezclando los dos compuestos, descubrieron que esto era cierto. El profesor Otsuka explica:"Mezclamos los dos materiales, RADA16 y CH / PEG, y encontraron que formaron con éxito IPN heterólogos. Es más, estas IPN no interfirieron entre sí, ya que resulta que las redes RADA16 se forman primero, seguido por el ensamblaje más lento de las redes CH / PEG ".

Próximo, los investigadores querían comprobar si la IPN propuesta podía actuar eficazmente como un andamio para promover el crecimiento de condrocitos (células que producen cartílago) sanos. Los científicos probaron el andamio usando células humanas y encontraron que las células están incrustadas uniformemente en el hidrogel. generando eficazmente tejido cartilaginoso funcional. De hecho, en ratones, La implantación de condrocitos humanos dentro del andamio de hidrogel condujo a la formación de cartílago durante un período de 8 semanas. incluso superando el rendimiento de los andamios de tejido convencionales. La mayor ventaja de esta técnica fue que no solo regeneraba con éxito el tejido del cartílago, también se realizó en un solo paso o "olla, "haciéndolo mucho más simple que las técnicas existentes.

Estos hallazgos podrían superar las limitaciones de la regeneración de tejidos y allanar el camino para otras aplicaciones, como la administración de fármacos, diagnóstico, y modificación de la superficie. No solo esto El profesor Otsuka es optimista de que, debido a la facilidad de la técnica, se puede producir a nivel nacional, lo que podría generar importantes beneficios sociales y económicos. El profesor Otsuka concluye:"Nuestra investigación ha abierto las puertas al uso de la medicina regenerativa para la generación autónoma de cartílago como alternativa a las articulaciones artificiales, conduciendo a una mejora significativa en la calidad de vida de los pacientes y beneficiando a la sociedad en general ".