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Il nuovo biomateriale diminuisce significativamente la formazione della cicatrice dopo le ferite

I ricercatori al UCLA, alla Duke University e ad altre istituzioni di collaborazione hanno sviluppato un biomateriale che può diminuire significativamente la formazione della cicatrice dopo la ferita, piombo all'interfaccia più efficace guarenti.

Questo nuovo materiale, che degrada rapidamente una volta la ferita ha chiuso, dimostra quello che attiva una risposta immunitaria adattabile può avviare la ferita a ricupero che guarisce, lasciando la più forte e interfaccia più sana.

Configurazioni di questo lavoro sulla ricerca precedente del gruppo con le impalcature dell'idrogel si sono formate dalle particelle di microscala, che montano per creare una struttura altamente porosa per sostenere la crescita del tessuto, acceleranti la guarigione della ferita.

Mentre la ferita si chiude, questo gel temprato microporoso (MAP) della particella si dissolve lentamente, lasciando l'interfaccia curativa. Nel loro nuovo studio del mouse, il gruppo ha indicato che una versione modificata di questo idrogel attiva una risposta immunitaria a ricupero, a cui può potenzialmente aiutare più efficacemente guariscono le lesioni dell'interfaccia quali le ustioni, i tagli, le ulcere diabetiche ed altre ferite che guariscono normalmente con le cicatrici notevoli significative che sono più suscettibili di reinjury.

Quando una ferita è creata, l'organismo forma naturalmente un tessuto della cicatrice, riparante la barriera di interfaccia il più rapidamente possibile per diminuire il dolore, la probabilità delle infezioni sovrapposte e, in più grandi ferite, per evitare la perdita di acqua con evaporazione.

Ciò accade a scapito della guarigione a ricupero che riparerebbe altrimenti il tessuto indigeno dell'interfaccia con le strutture secondarie ad alta resistenza e più complesse quali i follicoli piliferi e le ghiandole sebacee. Il nostro gel modificato della MAPPA permette che la ferita sia guarita tramite rigenerazione dell'interfaccia invece di formazione della cicatrice.„

Dott. Maani Archang, autore di studio Co-Primi e dottorando nel laboratorio di Scumpia

Piuttosto di assolutamente nuovo gel con i nuovi materiali, il gruppo invece messo a fuoco insieme sul linker chimico, o il legame chimico che unire due o più molecole, che hanno permesso che l'impalcatura fosse naturalmente resorbable.

“Precedentemente avevamo veduto quello come la ferita iniziata per guarire, il gel della MAPPA iniziato per perdere la porosità, che ha limitato come il tessuto potrebbe svilupparsi attraverso la struttura,„ diciamo il grifone di Don, il PhD, un assistente universitario all'università di Virginia che è un co-primo autore sul documento e su un ex collega postdottorale nel laboratorio di Segura al UCLA. “Abbiamo supposto che rallentare la tariffa di degradazione dell'impalcatura della MAPPA impedisse i pori la chiusura e fornisse il supporto supplementare al tessuto come si sviluppa, che avrebbe migliorato la qualità del tessuto. In questo lavoro recente, abbiamo raggiunto quello chimicamente, facendo uso di che cosa è chiamato un linker del prodotto chimico dell'amminoacido di D-chiralità.„

Come il gel originale, il materiale aggiornato ha integrato nella ferita ed ha supportato il tessuto come la ferita chiusa. Invece di durare più lungamente, come il gruppo preveduto, il nuovo gel quasi interamente è scomparso dal sito della ferita vicino in tre settimane, lasciando appena alcune particelle.

Dopo che una lesione dell'interfaccia, la risposta immunitaria innata dell'organismo immediatamente è attivata per assicurare che tutte le sostanze non Xeros che entrano nell'organismo si distruggono rapidamente. Se le sostanze possono sfuggire a questa prima risposta immunitaria, la risposta immunitaria adattabile dell'organismo dà dei calci a dentro.

Poiché il gel aggiornato ha compreso i linker di D-chiralità che non sono naturali nell'organismo, ha attivato il sistema immunitario adattabile, che ha creato gli anticorpi ed ha attivato le celle compreso i macrofagi che hanno mirato e cambiato aria al gel dopo la ferita chiusa.

Inatteso, l'interfaccia curativa era più forti e strutture complesse incluse dell'interfaccia in genere assenti in cicatrici. Dopo indagine successiva, i ricercatori hanno scoperto che la ragione per la più forte guarigione - - malgrado il meno tempo di assorbimento malgrado la mancanza di longevità - - era una risposta immunitaria differente al gel.

“Quando la maggior parte dei biomateriali sono collocati nell'organismo, sono separati con muri dal sistema immunitario e finalmente sono degradati o si distruggono. Ma in questo studio, la risposta immunitaria al gel ha indotto una risposta a ricupero nel tessuto curativo,„ ha detto il Dott. Philip Scumpia, un assistente universitario nella divisione di dermatologia a salubrità del UCLA ed al centro medico ad ovest di Los Angeles VA.

“Questo studio ci mostra che quello attivare il sistema immunitario può essere usata per inclinare il bilanciamento della ferita che guarisce dalla distruzione del tessuto e sfregiare formazione alla riparazione del tessuto e pelare rigenerazione,„ ha detto Tatiana Segura, PhD, precedentemente un professore di assistenza tecnica chimica e biomolecolare al UCLA, ora alla Duke University.

Lavorando con Maksim Plikus, il PhD, un esperto a ricupero nel tessuto all'università di California, Irvine, il gruppo egualmente ha confermato che le strutture di tasto quali i follicoli piliferi e le ghiandole sebacee, non tessuto della cicatrice, stavano formando correttamente sopra l'impalcatura.

Quando il gruppo ha scavato nel meccanismo, hanno trovato che le celle del sistema immunitario adattabile sono richieste per questa risposta a ricupero.

Mentre il gruppo continua a studiare la risposta immunitaria a ricupero al loro gel, egualmente stanno esplorando la possibilità di usando il nuovo idrogel della MAPPA come piattaforma immunomodulatory per la rigenerazione e lo sviluppo del vaccino del tessuto.

La tecnologia del UCLA è conceduta una licenza a da terapeutica di tempo, un avvio dal UCLA, che sta commercializzando la tecnologia della MAPPA per rigenerare il tessuto in ferite complesse. Questa ricerca compare online nei materiali della natura del giornale.

Source:
Journal reference:

Griffin, D. R., et al. (2020) Activating an adaptive immune response from a hydrogel scaffold imparts regenerative wound healing. Nature Materials. doi.org/10.1038/s41563-020-00844-w.