Istraživači UNSV-a razvili su novi mikrogel napravljen od svile od moljca koji je dizajniran da pomogne u regeneraciji tkiva i može pomoći ljudima da se oporave od srčanog udara.
u UNSV-u su utkali svoju magiju kako bi stvorili novi materijal napravljen od svile koji bi na kraju mogao pomoći u regeneraciji srčanog tkiva.
Inženjeri su uzeli svilu od domaćeg svilenog moljca i pomoću svetlosti je pretvorili u oblik želea koji se zove mikrogel. Oni su na miševima pokazali da se toleriše u telu i da može pomoći u regeneraciji ćelija i tkiva.
Mikrogel je dizajniran da oponaša mehaniku i fizička svojstva stvari sa kojima ćelije komuniciraju bilo gde u telu, kao i svojstva ljudskog tkiva.
Krajnji cilj je da se nastavi sa razvojem materijala koji će pomoći u lečenju kardiovaskularnih bolesti i takođe podržati srčani mišić kod ljudi koji su imali srčani udar.
Vanredni profesor Jelena Rnjak-Kovačina i njen tim objavili su svoja otkrića u Naprednim funkcionalnim materijalima, pokazujući da ćelije i krvni sudovi mogu da rastu unutar mikrogela kada se implantiraju na kožu miševa, a istovremeno promovišu stvaranje novog tkiva.
„Naši mikrogelovi su u potpunosti napravljeni od svile, ali ih takođe možemo napuniti drugim molekulima kao što su lekovi i proteini koji pomažu u kontroli upale ili promovišu rast tkiva, tako da oni rade i da podrže oštećeno tkivo i kao sredstvo za isporuku da promovišu regeneraciju tkiva, “ kaže A/Prof. Rnjak-Kovačina sa Visoke škole biomedicinskog inženjerstva UNSV.
„Krajnji cilj je da možemo da ubrizgamo ove mikrogelove u srčani mišić nakon srčanog udara kako bismo podržali srčani mišić i pomogli mu da se regeneriše.
„Mi dobijamo svilu od moljca koji stvara materijal kada gradi svoju čahuru kao deo svoje metamorfoze od crva. Jedna od prednosti svile je to što je veoma jaka, u rangu sa kevlarom — sintetičkim vlaknom koje se koristi u mecima. dokazni prsluci.
„Možemo uzeti to svileno vlakno i rastvoriti ga da bismo stvorili tečnu svilu. Odatle, koristimo svetlost da tu tečnu svilu pretvorimo u oblik želea – tačno na isti način na koji pravite žele od tečnosti, ali umesto da to uradite kroz temperaturnu tranziciju, to možemo učiniti pomoću svetlosti.
„I pokazalo se da taj žele, ili mikrogel u ovom slučaju, podržava rast ćelija kada se stavi u telo.“
Način na koji mikrogel funkcioniše je da stimuliše prave inflamatorne odgovore u telu kako bi podstakao rast ćelija i regeneraciju tkiva.
Pored toga, može se puniti posebnim proteinima, ili faktorima rasta, koji pomažu u stimulisanju stvaranja novih krvnih sudova.
Oni se već koriste klinički, ali se relativno brzo razgrađuju ako se jednostavno ubrizgaju u telo. Isporukom putem mikrogelova, istraživači se nadaju da će sporije oslobađanje takođe rezultirati boljim biološkim ishodima.
„Zaista veliki problem koji pokušavamo da rešimo je taj što nakon srčanog udara deo vašeg srčanog mišića umre“, kaže A/Prof. Rnjak-Kovačina.
„Nažalost, srce se ne popravlja dobro, tako da nakon srčanog udara dolazi do oslabljenog dela srčanog mišića i srce mora da radi mnogo više da bi to prevazišlo, a to vremenom može dovesti do srčane insuficijencije.
„Naš cilj je da budemo u mogućnosti da ubrizgamo ono što se zove srčani flaster tako da materijal mikrogela stimuliše proces popravke i regeneracije koji onda podržava poboljšanu funkciju srca.“
Jedan veliki novi razvoj je porozna priroda novog mikrogela, za koji se pokazalo da radi bolje od postojećih hidrogelova.
Ranije razvijeni hidrogelovi su mnogo manje porozni, tako da ćelije u telu ne mogu lako da se kreću okolo i kroz materijal niti da rastu u njima.
„To je problem koji decenijama muči ovo polje istraživanja“, kaže A/Prof. Rnjak-Kovačina.
„Ono što smo uradili u našem radu je zadržalo sve dobre stvari u vezi sa hidrogelom, ali ga je potom učinilo poroznijim. Umesto da bude jedan homogen gel, mi pravimo mnogo i puno malih mikrogelova.
„Svaki pojedinačni mikrogel zadržava sva dobra svojstva hidrogela, ali dodatna poroznost stvara bolje interakcije ćelija.
„Još jedna prednost je što naš mikrogel oponaša složenost tela. Hidrogelovi su homogeni, to je jedna kvržica koja izgleda isto do kraja — ali naša tela nisu takva. Naša tela su heterogena, složena su.
„Sa mikrogelovima, svi mali pojedinačni elementi mogu biti različiti i to nam omogućava da izgradimo složenost koja odgovara onome što se takođe dešava unutar tela, što je trenutno zaista teško učiniti.“
Istraživači UNSV-a su već započeli dalje studije kako bi ubrizgali svoj mikrogel u srca miševa kako bi proučavali specifična svojstva popravke i regeneracije u tkivu miokarda.
Ako budu uspešni, onda bi testirali na većim životinjama kao što su svinje, pre nego što bi sproveli klinička ispitivanja na ljudima, koja bi verovatno trajala najmanje pet godina.
U međuvremenu, A/Prof. Rnjak-Kovačina kaže da bi mikrogel mogao ranije da se upotrebi za zarastanje kožnih rana, kao i za razvoj ljudskog tkiva u laboratoriji koje se potom može koristiti za testiranje širokog spektra drugih lekova.
„Takođe testiramo ove mikrogelove da pomažu u zaceljivanju rana na koži i to je mnogo manje invazivan proces od ubrizgavanja u srce“, kaže ona.
„Potencijalno bi se mogao koristiti za ljude sa ozbiljnim opekotinama ili hroničnim ranama kao što su dijabetički čirevi koji se bore da zacele.
„Još jedna šira primena je razvijanje modela ljudskih tkiva u laboratoriji koji pravilno oponašaju pravo ljudsko tkivo koje može ponuditi ogromnu korist kada se zatim testiraju novi lekovi i terapeutici.“
