Los hidrogeles (redes poliméricas con alto contenido de agua) pueden actuar como imitadores de tejido, proporcionando las condiciones para un cultivo viable de células incrustadas, con diversas aplicaciones en ingeniería biomédica, como la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa.
Las redes de hidrogel a menudo se forman modificando químicamente polímeros, como el ácido hialurónico, un polímero presente en la matriz extracelular que rodea las células, con otras moléculas, como el norborneno, para formar una red polimérica reticulada. Los métodos publicados anteriormente combinaban norborneno con ácido hialurónico utilizando dimetilsulfóxido, un disolvente orgánico peligroso tanto para el medio ambiente como para el usuario.
Investigadores de la Universidad de Michigan desarrollaron una nueva ruta de síntesis para modificar el ácido hialurónico con norborneno para su uso en hidrogeles utilizando un agente de acoplamiento soluble en agua, DMTMM, eliminando la necesidad de disolventes orgánicos dañinos.
Los resultados del estudio se publican en Tecnologías y aplicaciones de polímeros de carbohidratos. .
"Al eliminar la necesidad de disolventes orgánicos que son perjudiciales para las células, hemos desarrollado una síntesis que es más adecuada para aplicaciones de ingeniería de tejidos", afirmó Eleanor Plaster, estudiante de doctorado en ingeniería biomédica y primera autora del estudio.
Además de aumentar la sostenibilidad de la síntesis de hidrogel, la nueva ruta de síntesis disminuye el tiempo de reacción y purificación necesarios para obtener el producto. Mientras que los métodos anteriores que utilizaban dimetilsulfóxido requerían una reacción de varios pasos y varias semanas de purificación, el método DMTMM ocurre en un solo paso y solo requiere de dos a tres días de purificación.
"Nuestro método de síntesis recientemente desarrollado aumenta la facilidad de producción, lo que permite a los laboratorios fabricar su propio polímero de manera más eficiente. También puede permitir que otros grupos que no estaban previamente equipados para sintetizar este polímero realicen la reacción ellos mismos en lugar de subcontratarla", dijo Plaster. /P>
El uso de un agente de acoplamiento a base de agua también aumenta la aplicabilidad para su uso en aplicaciones biomédicas, ya que los disolventes orgánicos no son compatibles con las células. Los investigadores confirmaron que las células son viables en ácido hialurónico modificado con norborneno sintetizado usando DMTMM, lo que permite que este material se utilice para cultivos celulares para aplicaciones de ingeniería de tejidos.
"La ruta de síntesis que Eleanor ha sido pionera en nuestro laboratorio no sólo acelera significativamente el proceso de investigación, sino que también tiene una amplia aplicabilidad en diversos polímeros y modificaciones. Me entusiasma ser testigo de las direcciones futuras hacia las que dirigirá esta investigación", dijo el autor correspondiente. Claudia Loebel, profesora asistente de ciencia e ingeniería de materiales.
Más información: Eleanor M. Plaster et al, Síntesis mediada por DMTMM de polímeros de ácido hialurónico modificados con norborneno para investigar las interacciones célula-hidrogel, Tecnologías y aplicaciones de polímeros de carbohidratos (2023). DOI:10.1016/j.carpta.2023.100360
Proporcionado por la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Michigan
