University of Delaware siyentipiko ay imbento ng isang nobelang biomaterial sa nakakagulat antibacterial mga katangian na maaaring injected bilang isang mababang-lapot gel sa sugat kung saan ito rigidifies halos sa makipag-ugnay sa pagbubukas ng pinto sa posibilidad ng paghahatid ng isang target na kargamento ng mga cell at antibiotics sa repair ang nasira tissue.
Regenerating malusog na tissue sa isang cancer-ridden atay, paglunas ng isang byopsya site at pagbibigay ng mga nasugatan sundalo sa labanan na may sakit-pagpatay, impeksiyon-fighting ng medikal na paggamot ay kabilang sa sampung libo ay gumagamit ang mga siyentipiko na hulaan para sa mga bagong teknolohiya.
Ang patented imbento ni Joel Schneider, UD iugnay propesor ng kimika at byokimika, at Darrin Pochan, iugnay propesor ng mga materyales science, at ang kanilang mga grupo sa pananaliksik ay nagmamarka ng isang malaking hakbang na pasulong sa pagpapaunlad ng hydrogels para sa mga medikal na aplikasyon.
Formulating hydrogels ng paghahatid ang mga sasakyan para sa mga cell ay umaabot sa mga gumagamit ng mga biopolymers ngayon lampas lenses malambot na makipag-ugnay sa isang nakakaintriga kaharian sa sandaling tiningnan bilang ang domain ng science fiction, kabilang ang mga lumalaki ang mga buto at organs upang palitan ang mga na ay sira o nasugatan.
"Ito ay isang lugar na ay sumasabog na sa susunod na dekada," Pochan sinabi.
Hydrogels ay nabuo mula sa mga network ng mga pinaka-sumisipsip, chain-tulad ng polymers. Kahit na sila ay hindi natutunaw sa tubig, sila sumipsip ng malalaking halaga nito, at ang kanilang mga puno ng napakaliliit na butas na istraktura ay nagbibigay-daan sa nutrients at wastes ng cell upang pumasa karapatan sa pamamagitan ng sa kanila.
Schneider at Pochan at ang kanilang mga pananaliksik koponan ay tumututok sa pagbuo ng peptide-based na mga hydrogels na, sa sandaling implanted sa tao na katawan, ay magiging scaffolds para sa mga cell sa hold papunta at lumaki-cell tulad ng mga fibroblasts, na form ng nag-uugnay tissue, at mga osteoblasts, kung anong form buto.
"Sila ay tulad ng rebar kapag kayo ay gusali ng damit na yari sa kongkreto," Schneider sinabi. "Bigyan nila ang isang bagay ng simento sa hang patungo sa daloy ng mga sasakyan."
Ang batayan ng UD ay hydrogels ay "MAX1," isang self-assembling peptide na ang mga siyentipiko ay dinisenyo anim na taon na ang nakakaraan at ipinangalan Pochan ang anak na lalaki, Max.
Peptides ay maikling chains ng amino acids, ang gusali bloke ng mga proteins. Iba't ibang amino acids ay bonded magkasama sa chains form, kung saan pagkatapos fold up sa mas compact hugis na may mga tiyak na function.
Ang peptide na Schneider at Pochan at ang kanilang mga pananaliksik koponan dinisenyo undergoes trigger "self-pagpupulong," ibig sabihin na peptide ay fold awtomatikong sa isang tiyak na hugis sa tugon sa isang partikular na trigger, o kapaligiran pampasigla, tulad ng exposure sa liwanag. Pagkatapos natitiklop, self-assembles, affording ang hydrogel.
Gamit ang "MAX8," ang ikawalo pag-ulit ng kanilang mga orihinal na peptide, Lisa Haines-Butterick, ng doktor na mag-aaral sa Schneider ng group, may korte kung paano upang encapsulate ng mga cell ng nakatira sa ang hydrogel at pagkatapos magpaturok ng gel sa pangalawang site nang walang harming ang mga cell.
"Kahit na kasalukuyan naming lamang ipinapakita ang kapasidad na ito ng aming mga gels gamit ang mga simpleng mga modelo, makita namin na kapag injected sa katawan, ang mga cell na encapsulated sa gel ay maaaring pumunta tungkol sa kanilang negosyo sa restructuring ng tissue," Schneider ipinaliwanag.
UD ng peptide-based na mga hydrogels display ilang mga tampok ng nobelang. Hindi lamang ang mga ito ay cytocompatible, ibig sabihin na sila ay hindi nakakalason upang ang mga buhay na mga cell na ito ay inarkila upang maihatid, ngunit ang ilan ng mga gels ay likas na antimicrobial, pagpatay ilang gramo-negatibong at gramo-positive bacteria, ang isang katangian na koponan sa pananaliksik kasalukuyang pagsisiyasat .
Ang mga UD hydrogels ay maaaring freeze-tuyo sa isang pulbos at reconstituted sa isang solusyon para sa paggamit. Maaari silang injected mula sa isang hiringgilya, nag-aalok ng isang minimally nagsasalakay diskarte sa medikal na paggamot, pati na rin ang paraan ng isang naka-target na, "tumagas-patunay 'potensyal na naghahatid ng mga cell at gamot sa sugat ng organ o sira.
Collaborations sa physicians sa Christiana System Care Health sa Newark, Del., ay maaaring humantong sa mga hinaharap developments para sa hydrogels. Schneider kamakailan ay nagsimulang nagtatrabaho sa Dr Joseph Bennett, isang siruhano sa Helen F. Graham Cancer Center na resects tumors atay.
Parehong Schneider at Pochan katangian ang bagong pakikipagtulungan sa Center para sa Translational Cancer Research, isang pakikipagtulungan ng Christiana Care Health System, Ai Dupont Ospital para sa mga bata at UD, kabilang ang sa University Delaware Biotechnology Institute. Center ay sa ilalim ng direksyon ng Mary C. Farach-Carson isang propesor ng parehong biological agham at mga agham ng materyal na sa UD.