Una imagen microscópica muestra la infiltración extensa de vasos sanguíneos robustos (rojo) en un nuevo andamio de hidrogel desarrollado en la Universidad de Rice para ayudar a la curación de lesiones internas. Las células púrpuras son células parecidas a pericitos que rodean las nuevas células endoteliales, ayudando a estabilizar los vasos. Las células verdes están circulando a través del nuevo sistema vascular. Haga clic en la imagen para ver una versión más grande. Crédito:Vivek Kumar / Hartgerink Research Group
Los científicos de la Universidad de Rice han encontrado el equilibrio necesario para ayudar a la curación con hidrogel de alta tecnología.
El químico de arroz Jeffrey Hartgerink, El autor principal, Vivek Kumar, y sus colegas han creado una nueva versión del hidrogel que puede inyectarse en una herida interna y ayudarla a sanar mientras se degrada lentamente a medida que es reemplazada por tejido natural.
Los hidrogeles se utilizan como un andamio sobre el que las células pueden construir tejido. El nuevo hidrogel supera una serie de problemas que les han impedido alcanzar su potencial para tratar lesiones y formar nueva vasculatura para tratar un ataque cardíaco. ictus y enfermedades del tejido isquémico.
La investigación aparece este mes en la revista American Chemical Society ACS Nano .
El hidrogel del laboratorio de Rice está hecho de un péptido sintético autoensamblado que forma andamios de nanofibras. Como versiones anteriores, el material se puede inyectar en forma líquida y se convierte en un gel con infusión de nanofibras en el lugar de la lesión.
Sin sangre para suministrar oxígeno y nutrientes y llevar a cabo los desechos, el crecimiento de tejido nuevo es limitado. Entonces, los péptidos sintéticos que forman el hidrogel incorporan una imitación del factor de crecimiento endotelial vascular, una proteína señal que promueve la angiogénesis, el crecimiento de una red de vasos sanguíneos. En simulaciones y pruebas de laboratorio, el material funciona "extraordinariamente bien, ", Dijo Hartgerink.
"Una cosa que diferencia nuestro trabajo es la calidad de los vasos sanguíneos que se forman, ", dijo." En gran parte de la literatura publicada, ves anillos que solo tienen el revestimiento de células endoteliales, y eso indica un vaso sanguíneo muy inmaduro. Estos tipos de vasos generalmente no persisten, y desaparecen poco después de que aparezcan.
"En el nuestro, ves esa misma capa de células endoteliales, pero a su alrededor hay una capa de células de músculo liso que indica un vaso mucho más maduro que probablemente persista ".
En estudios anteriores, Los materiales sintéticos implantados tendían a encapsularse mediante barreras fibrosas que impedían que las células y los vasos sanguíneos se infiltraran en el andamio. Hartgerink dijo.
"Ese es un problema extremadamente común en los materiales sintéticos que se introducen en el cuerpo, ", dijo." Algunos evitan este problema, pero si al cuerpo no le gusta un material y no es capaz de destruirlo, la solución es taparlo. Tan pronto como eso suceda, el flujo de nutrientes a través de esa barrera se reduce a casi nada. Por eso, el hecho de que hayamos desarrollado la administración con jeringa de un material que no desarrolla una encapsulación fibrosa es realmente importante ".
Los investigadores de la Universidad de Rice se encuentran con una imagen microscópica de su hidrogel de péptido sintético, que se puede inyectar en heridas internas para formar andamios que las ayuden a sanar rápidamente. Desde la izquierda:Jeffrey Hartgerink, Benjamín Wang, Siyu Shi y Vivek Kumar. Crédito:Jeff Fitlow
Características de los hidrogeles anteriores, incluidas las respuestas inmunitarias no deseadas, degradación de la superficie que precede a su integración en sistemas biológicos y la liberación de subproductos de degradación artificial, también han sido eliminados, él dijo.
"Hay muchas características de este hidrogel que se combinan para convertirlo en un sistema único, ", Dijo Hartgerink." Si miras la literatura sobre lo que otras personas han hecho, cada concepto que está involucrado en nuestro sistema probablemente ya existe en algún lugar. La diferencia es que tenemos todas estas características en un solo lugar trabajando juntas ".
