Хидрогелът на основата на пептид показва обещание за възстановяване на тъкани и органи

Комбинирайки биомедицинска прецизност и вдъхновено от природата инженерство, екип, ръководен от университета в Отава, създаде подобен на желе материал, който показва огромен потенциал за бързо възстановяване на широк спектър от увредени органи и тъкани в човешкото тяло.

Авангардни изследвания, ръководени от д-р Емилио И. Аларкон, доцент в Медицинския факултет на Университета в Отава, могат да повлияят на живота на милиони хора в бъдеще с пептидни хидрогелове, които могат да затварят кожни рани, да доставят терапевтични средства на увредено сърце мускул и възстановяване на увредения сърдечен мускул. Роговица.

„Ние използваме пептиди за създаване на терапевтични решения. Екипът черпи вдъхновение от природата, за да разработи прости решения за затваряне на рани и възстановяване на тъкани“, казва д-р Аларкон, учен и директор на групата за биоинженерство и терапевтични решения (BEaTS) в Института за сърдечни заболявания на Университета в Отава, чието пионерско изследване е разработване на нови материали със способността за регенерация на тъканите.

Пептидите са молекули, намиращи се в живи организми, а хидрогеловете са водни материали с желеподобна текстура, които са се оказали полезни за терапевтични цели.

Подходът, възприет в проучването, публикувано в Advanced Functional Materials и проведено съвместно с д-р Ерик Сууронен и д-р Марк Руел, е уникален. Повечето хидрогелове, изучавани в тъканното инженерство, са материали с животински произход и протеини, но биоматериалът, създаден от екипа за сътрудничество, е подсилен с инженерни пептиди. Това го прави по-приложим в клиничната практика.

Д-р Руел, професор в катедрата по клетъчна и молекулярна медицина към факултета по медицина на университета в Отава и ръководител на изследването в катедрата по сърдечна хирургия в института по сърдечни заболявания на университета в Отава, каза, че констатациите на изследването може да са революционни. p>

„Въпреки хилядолетията на еволюция човешкият отговор към заздравяването на рани все още остава несъвършен“, казва д-р Руел. „Виждаме неправилни белези от кожни разрези до наранявания на очите до сърдечно възстановяване след инфаркт на миокарда. Лекарите Аларкон, Сууронен и останалата част от нашия екип са фокусирани върху този проблем почти две десетилетия. Публикацията на д-р Alarcón в Advanced Functional Materials представлява нов начин да се направи заздравяването на рани, заздравяването на органи и дори основните белези след операция много по-терапевтично управляеми и следователно оптимизирани за човешкото здраве.“

Синтезирани пептиди за незабавно възстановяване на меките тъкани. Усъвършенствани функционални материали (2024). DOI: 10.1002/adfm.202402564

Наистина, ключът е способността да се модулира пептидният биоматериал. Хидрогеловете на екипа на Университета в Отава са проектирани да могат да се настройват, което прави този издръжлив материал адаптивен за използване в широк спектър от тъкани. По същество двукомпонентната рецепта може да бъде променена, за да увеличи адхезивността или да намали други компоненти в зависимост от частта от тялото, която се нуждае от ремонт.

„Бяхме много изненадани от набора от приложения, които нашите материали могат да постигнат“, казва д-р Аларкон. „Нашата технология предлага интегрирано решение, което може да се персонализира в зависимост от целевата тъкан.“

Д-р Аларкон също така отбелязва, че данните от изследванията показват, че терапевтичните ефекти на биомиметичните хидрогелове са много ефективни и тяхната употреба е значително по-проста и по-рентабилна от други регенеративни подходи.

Материалите са разработени на ниска цена и в мащабируем формат, което е изключително важно за много широкомащабни биомедицински приложения. Екипът също така разработи система за бърз скрининг, която значително намали разходите за разработка и времето за тестване.

„Това значително намаляване на разходите и времето не само прави нашия материал по-икономически жизнеспособен, но също така ускорява потенциала му за клинична употреба“, казва д-р Аларкон.

Какви са следващите стъпки за изследователския екип? Те ще проведат големи опити върху животни в подготовка за тестване върху хора. Към днешна дата са проведени сърдечни и кожни тестове при гризачи, а работата на роговицата е извършена ex vivo.