Les hydrogels biocompatibles ont pu aider à guérir des blessures, fournir les médicaments et le cancer de festin

Les hydrogels pour guérir, synthétisés des molécules par des bioengineers de Rice University, sont quelques opérations plus près de la clinique.

Les chercheurs et les collaborateurs de riz à l'institut de coeur du Texas (THI) ont déterminé un ensemble de ligne zéro d'hydrogels injectables qui promettent d'aider à guérir des blessures, pour fournir les médicaments et le cancer de festin. En critique, ils ont analysé comment les hydrogels chimiquement distincts provoquent la réaction inflammatoire du fuselage -- ou pas.

Des hydrogels développés au riz sont conçus pour être injectables et pour produire un imitateur des échafaudages cellulaires dans un emplacement désiré. Ils servent de textes d'attente tandis que le fuselage introduit naturellement les vaisseaux sanguins et les cellules neufs dans l'échafaudage, qui dégrade au fil du temps pour laisser le tissu naturel dans sa place. Les hydrogels peuvent également transporter les demandes chimiques ou biologiques qui déterminent la structure ou l'affinité de l'échafaudage au tissu environnant.

L'étude aboutie par le pharmacien et le bioengineer Jeffrey Hartgerink et l'étudiant de troisième cycle Tania Lopez-Silva chez le riz et Darren Woodside, vice-président pour la recherche et le directeur de la cytométrie de flux et faisceau de représentation à THI, l'explique devrait être possible pour ajuster des hydrogels de peptide de multidomain pour produire la réaction inflammatoire appropriée pour ce qu'elles traitent.

La recherche apparaît dans les biomatériaux.

Nous avions travaillé aux hydrogels basés sur peptide pendant un certain nombre d'années et avons produit environ 100 types différents. En cet article, nous avons voulu sauvegarder un morceau et comprendre certaines des voies principales desquelles ils modifient les environnements biologiques. »

Pharmacien de Jeffrey Hartgerink, de riz et bioengineer

Les chercheurs ont voulu savoir particulièrement les hydrogels synthétiques influencent la réaction inflammatoire de l'environnement. L'étude biennale a donné la première occasion de vérifier un grand choix d'hydrogels biocompatibles pour les niveaux de la réaction inflammatoire qu'ils déclenchent.

« Habituellement, nous pensons à l'inflammation comme le mauvais, » Hartgerink a dit. « Qui est parce que l'inflammation est parfois associée à la douleur, et personne n'aime la douleur. Mais la réaction inflammatoire est également extrêmement importante pour la cicatrisation et dans l'infection de disculpation.

« Nous ne voulons pas l'inflammation nulle ; nous voulons l'inflammation appropriée, » il a dit. « Si nous voulons guérir des blessures, l'inflammation est bonne parce qu'elle commence le procédé de reconstruire le réseau vasculaire. Elle recrute toutes sortes de cellules qui sont régénératrices à ce site. »

Les laboratoires ont vérifié quatre types fondamentaux d'hydrogel -- négatif deux avec la charge positive et deux -- pour voir ce qui un peu inflammation qu'elles déclencheraient. Elles ont découvert que franchement - les hydrogels chargés ont déclenché une réaction inflammatoire beaucoup plus intense que négativement - chargé.

« Parmi les matériaux positifs, selon la chimie produisant de cette charge, nous pouvons ou produire d'un intense ou une réaction inflammatoire modérée, » Hartgerink a dit. « Si vous allez chercher la cicatrisation, vous voulez réellement une réaction modérée, et nous avons vu cela dans un des quatre matériaux.

« Mais si vous voulez aller chercher un traitement contre le cancer, la réaction inflammatoire plus élevée pourrait être plus efficace, » il a dit. « Pour quelque chose aimez la distribution de médicament, où l'inflammation n'est pas utile, une de négativement - les matériaux chargés pourraient être meilleurs.

« Fondamentalement, nous étendons le travail préparatoire pour comprendre comment développer des matériaux autour des réactions inflammatoires que ces matériaux provoquent. Cela nous donnera notre meilleure chance de succès. »

L'équipe de THI aidée à analyser la réponse cellulaire aux hydrogels par la cytométrie de flux multidimensionnelle.

« Les résultats de ce travail étendent le travail préparatoire pour régler particulièrement la distribution d'un thérapeutique en un véhicule de distribution qui est fonctionellement approprié et prévisible, » Woodside ont dit. « Hormis livrer des médicaments, ces hydrogels sont également compatibles avec un grand choix de types de cellules.

« Un des problèmes avec des traitements de cellule souche est actuellement que les cellules adoptively transférées ne restent pas forcément dans des nombres élevés au site de l'injection, » lui a dit. « Mélangeant ces relativement inerte, négativement - les hydrogels chargés avec des cellules souche avant injection peuvent surmonter cette limitation. »

Hartgerink a dit que le travail est fondamental, plutôt qu'adapté vers une application spécifique, mais est important pour l'objectif à long terme de porter les hydrogels synthétiques à la clinique. « Nous avions spéculé au sujet des beaucoup de les choses que nous pensons sommes bons et vrais au sujet de ce matériau, et nous avons maintenant plus d'une compréhension mécaniste saine pourquoi ils sont, en fait, vrai, » de Hartgerink avons dit.

Source:
Journal reference:

Lopez-Silva, T.L., et al. (2019) Chemical functionality of multidomain peptide hydrogels governs early host immune response. Biomaterials. doi.org/10.1016/j.biomaterials.2019.119667.