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Os pesquisadores encontram a estratégia nova para andaimes tornando-se da regeneração do tecido

Em Japão, um aumento na população de envelhecimento agravou a procura para que a medicina regenerativa enderece doenças cada vez mais comuns, tais como a osteodistrofia do joelho. Em um estudo novo, os cientistas da universidade de Tóquio de ciência, conduzida pelo prof. Hidenori Otsuka, desenvolveram um hydrogel biocompatible novo que actuasse como um andaime estrutural para o crescimento de pilhas deprodução, apresentando uma nova ferramenta prometedora para a regeneração do tecido.

Os pesquisadores encontram a estratégia nova para andaimes tornando-se da regeneração do tecido

As doenças comum, tais como a osteodistrofia do joelho, são comuns na população idosa e danificam severamente sua qualidade de vida. Tratamentos convencionais como o relevo provisório da oferta das substituições da junção artificial mas vindos com diversas desvantagens, incluindo funcionalidade limitada e a necessidade para a substituição. Uma solução melhor é encontrar uma maneira de promover a regeneração do tecido nas junções: os hydrogels de interpenetração da rede (IPN) do polímero, quando injetados em junções, fazem exactamente este-pela actuação como andaimes para o crescimento de pilhas novas e por imitar o ambiente celular. Contudo, as técnicas existentes para desenvolver IPNs são fastidiosas: exigem a adição de produtos químicos através das etapas múltiplas, que limita sua aplicação prática. Assim, há uma necessidade para as melhores técnicas que podem facilitar o processo da regeneração do tecido.

Em um estudo novo publicado na química dos materiais, os cientistas de Japão, incluindo o prof. Shigehito Osawa de Asst e o prof. Hidenori Otsuka da universidade de Tóquio de ciência, encontraram um método novo para desenvolver andaimes da regeneração do tecido.

Geralmente, a formação de geles de IPN é um processo citotóxico, multistep: envolve construir uma rede, seguida pela adição de reagentes químicos ou de sujeitá-los aos estímulos externos, tais como a temperatura ou as mudanças na irradiação clara, formar a outra rede. Nós quisemos criar um andaime novo usando um processo de uma etapa, que poderia superar as limitações de IPNs existente.

Prof. Hidenori Otsuka, universidade de Tóquio da ciência

Para começar com, os cientistas quiseram encontrar os compostos demontagem que poderiam formar as redes 3D independentes sem interferir um com o otro. Começaram selecionando um peptide chamado RADA16, que-sob condição-formulários fisiológicos uma rede devido às interacções electrostáticas e hidrofóbicas. Então, giraram para um biopolymer chamado chitosano (CH) e um composto chamou o glicol de polietileno (PEG), que formam redes um com o otro através das reacções químicas. Porque os mecanismos da formação da rede em RADA16 e em CH/PEG eram dràstica diferentes, os cientistas especularam que estas redes não interfeririam um com o otro. Simplesmente misturando os dois compostos, encontraram que este era certamente verdadeiro. O prof. Otsuka explica, “nós misturamos os dois materiais, RADA16 e CH/PEG, e encontramos que formaram com sucesso IPNs heterologous. Além disso, este IPNs não interferiu um com o otro, como se constata que as redes RADA16 formam primeiramente, seguido pelo conjunto mais lento de redes de CH/PEG.”

Em seguida, os pesquisadores quiseram verificar se o IPN propor poderia eficazmente actuar como um andaime para promover o crescimento de chondrocytes saudáveis (as pilhas que produzem a cartilagem). Os cientistas testaram o andaime usando pilhas humanas e encontraram que as pilhas estão encaixadas uniformemente no hydrogel, gerando eficazmente o tecido funcional da cartilagem. De facto, nos ratos, implantar chondrocytes humanos dentro do andaime do hydrogel conduziu à formação da cartilagem durante 8 semanas, ultrapassando mesmo o desempenho de andaimes convencionais do tecido! A vantagem a mais grande desta técnica era que a fez não somente com sucesso tecido regenerado da cartilagem, ele foi executada igualmente em apenas um etapa ou “potenciômetro,” fazendo lhe técnicas muito mais simplesmente do que existentes.

Estes resultados podiam potencial superar as limitações da regeneração do tecido e pavimentar a maneira para umas aplicações mais adicionais tais como a entrega da droga, o diagnóstico, e a alteração de superfície. Não apenas isto, prof. Otsuka é optimista que devido à facilidade da técnica, pode ser produzido domèstica, que poderia conduzir aos benefícios sociais e econômicos significativos. O prof. Otsuka conclui, “nossa pesquisa abriu portas ao uso da medicina regenerativa para a geração autônoma da cartilagem como uma alternativa às junções artificiais, conduzindo à melhoria significativa nos pacientes' qualidade da vida e beneficiando o macacão da sociedade.”

Source:
Journal reference:

Ishikawa, S., et al. (2020) Interpenetrating Polymer Network Hydrogels via a One-Pot and in Situ Gelation System Based on Peptide Self-Assembly and Orthogonal Cross-Linking for Tissue Regeneration. Chemistry of Materials. doi.org/10.1021/acs.chemmater.9b04725.