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Los investigadores encuentran la nueva estrategia para los andamios de la regeneración del tejido que se convierten

En Japón, un aumento en el envejecimiento de la población ha exacerbado la demanda para que el remedio regenerador dirija enfermedades cada vez más comunes, tales como osteoartritis del codo. En un nuevo estudio, los científicos de la universidad de Tokio de la ciencia, llevada por profesor Hidenori Otsuka, han desarrollado un hidrogel biocompatible nuevo que actúa como andamio estructural para el incremento de células cartílago-que producen, mostrando una nueva herramienta prometedora para la regeneración del tejido.

Los investigadores encuentran la nueva estrategia para los andamios de la regeneración del tejido que se convierten

Las enfermedades comunes, tales como osteoartritis del codo, son comunes en la población mayor y empeoran seriamente su calidad de vida. Tratamientos convencionales como relevo temporal de la oferta de los repuestos de la junta artificial pero venidos con varias desventajas, incluyendo funciones limitadas y la necesidad del repuesto. Una mejor solución es encontrar una manera de ascender la regeneración del tejido en juntas: los hidrogeles de interpenetración de la red (IPN) del polímero, cuando están inyectados en juntas, hacen exactamente este-por actuar como andamios para el incremento de nuevas células e imitar el ambiente celular. Sin embargo, las técnicas existentes para desarrollar IPNs son aburridas: requieren la adición de substancias químicas vía pasos múltiples, que limita su uso práctico. Así, hay una necesidad de mejores técnicas que puedan hacer el proceso de la regeneración del tejido más fácil.

En un nuevo estudio publicado en la química de materiales, los científicos de Japón, incluyendo profesor Shigehito Osawa de Asst y profesor Hidenori Otsuka de la universidad de Tokio de la ciencia, encontraron un nuevo método para desarrollar andamios de la regeneración del tejido.

Generalmente, la formación de geles de IPN es un proceso citotóxico, de varias fases: implica el construir de una red, seguida por la adición de reactivos químicos o de sujetarlos a los estímulos externos, tales como temperatura o cambios en la irradiación liviana, de formar la otra red. Quisimos crear un andamio nuevo usando un proceso de un solo paso, que podría vencer las limitaciones de IPNs existente.

Profesor Hidenori Otsuka, universidad de Tokio de la ciencia

Para comenzar con, los científicos quisieron encontrar las composiciones de uno mismo-montaje que podrían formar las redes independientes 3D sin la interferencia con uno a. Comenzaron seleccionando un péptido llamado RADA16, que-bajo acondicionar-formas fisiológicas una red debido a acciones recíprocas electroestáticas e hidrofóbicas. Entonces, giraron a un biopolímero llamado kitosán (CH) y una composición llamó el glicol de polietileno (ESPIGA), que forman redes con uno a vía reacciones químicas. Porque los mecanismos de la formación de la red en RADA16 y CH/PEG eran drástico diferentes, los científicos especularon que estas redes no interferirían con uno a. Simple mezclando las dos composiciones, encontraron que esto era de hecho verdad. Profesor Otsuka explica, “mezclamos los dos materiales, RADA16 y CH/PEG, y encontramos que formaron con éxito IPNs heterólogo. Por otra parte, este IPNs no interfirió con uno a, como resulta que las redes RADA16 forman primero, siguió por el montaje más lento de las redes de CH/PEG.”

Después, los investigadores quisieron verificar si el IPN propuesto podría actuar eficazmente como andamio para ascender el incremento de los chondrocytes sanos (las células que producen el cartílago). Los científicos probaron el andamio usando las células humanas y encontraron que las células están embutidas uniformemente en el hidrogel, generando efectivo el tejido funcional del cartílago. ¡De hecho, en ratones, implantar chondrocytes humanos dentro del andamio del hidrogel llevó a la formación del cartílago durante 8 semanas, incluso superando el funcionamiento de los andamios convencionales del tejido! La ventaja más grande de esta técnica era que no sólo él regeneró con éxito el tejido del cartílago, él también fue realizada en apenas un paso o “pote,” haciéndole técnicas mucho más simple que existentes.

Estas conclusión podían potencialmente vencer las limitaciones de la regeneración del tejido y pavimentar la manera para otros usos tales como lanzamiento de la droga, diagnosis, y modificación superficial. No apenas esto, profesor Otsuka es optimista que debido a la facilidad de la técnica, puede ser producida nacionalmente, que podría llevar a las ventajas sociales y económicas importantes. Profesor Otsuka concluye, “nuestra investigación ha abierto puertas en el uso del remedio regenerador para la generación autónoma del cartílago como opción en las juntas artificiales, llevando a la mejoría importante en los pacientes' calidad de vida y beneficiando al guardapolvo de la sociedad.”

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.