Tim severozapadnih naučnika razvio je elektroaktivni materijal za „skele“ koji poboljšava regeneraciju tkiva bešike i funkciju organa bolje od trenutnih tehnika, kao što je detaljno navedeno u nedavnoj studiji objavljenoj u Nature Communications.
Novi biomaterijal mogao bi poboljšati ishode kod pacijenata sa oštećenom funkcijom mokraćne bešike sa minimalnim nuspojavama i takođe smanjiti potrebu za dodatnim visokorizičnim hirurškim procedurama, prema Guillermo A. Ameeru, ScD, profesoru hirurgije na Odseku za vaskularnu hirurgiju i Danielu Hale Villiams, profesor biomedicinskog inženjerstva na Školi inženjerstva McCormick, koji je bio viši autor studije.
„Ovo bi mogao biti prvi primer električno provodnog uređaja bez ćelija koji regeneriše organ“, rekao je Amer. „Upotreba materijala zasijanih ćelija često komplikuje proizvodnju i kliničku primenu, ali materijali bez ćelija obično ne rade dovoljno dobro za uspešan prevod na pacijente.
„Ovde pokazujemo da integrisanje električno provodljivih komponenti u biorazgradivi elastomer može dovesti do materijala koji se može proizvesti koji proizvodi biološke i funkcionalne rezultate koji su u rangu sa zlatnim standardom.
Istorijski gledano, tkivni inženjering se oslanjao na korišćenje skela zasijanih ćelija, što uključuje uzimanje ćelija tkiva iz biopsije, uzgoj ćelija na materijalu sličnom skeli i zatim implantaciju te skele u određeni organ.
Regeneracija ili povećanje tkiva bešike je posebno potrebno za rešavanje neurogenerativnih bolesti kod kojih su kontrola i funkcija bešike poremećene, kao i kod raka.
Prethodni rad je pokazao da su skele na bazi citrata za regeneraciju bešike sa ćelijskim semenom pokazale sigurnost za dugoročne primene. Međutim, ostala je potreba za biomaterijalima bez ćelija koji su robusniji i isplativiji za proizvodnju, kaže Ameer.
„Uključivanje provodnih polimera u neprovodne materijale može značajno promeniti njihova mehanička svojstva, na primer, učiniti ih krhkim, što komplikuje njihovu primenu u dinamičkim sistemima kao što je bešika“, rekao je Amer.
Koristeći naprednu tehniku zvanu funkcionalizacija plastificiranja, istraživači su dizajnirali i razvili električno provodljivi biomaterijal koji bi mogao bolje da podrži regeneraciju tkiva bešike od trenutnih metoda.
„Elektroaktivan je i ima sposobnost jonske provodljivosti, što je sličnije onome što imamo u našim telima“, rekao je Amer.
Da bi demonstrirao efikasnost ove elektroaktivne skele u regeneraciji tkiva bešike, tim je koristio životinjske modele oštećene funkcije bešike. Otkrili su da je skela obnovila regeneraciju tkiva životinja i funkciju bešike bolje od materijala koji sadrži ćelije.
Sledeći koraci naučnika, prema Ameru, biće analiza njihove električno provodljive skele u dugoročnom životinjskom modelu kako bi bolje razumeli kako se funkcija skele utiče na njenu degradaciju u tkivu organa.
„Ovo je zaista gotova strategija u kojoj možete, na primer, spakovati uređaj i otvoriti ga u hirurškom paketu i izvršiti rekonstrukciju bez problema da se bavite ćelijama i izvorom tih ćelija“, rekao je Amer . „To može učiniti ceo proces mnogo lakšim.“
„Uzbuđen sam zbog ovog rada jer mislim da pokazuje pravi potencijal elektronskih materijala. Sposobnost regeneracije funkcionalnog tkiva bez dodavanja bilo kakve dodatne stimulacije ili bioloških komponenti znači da smo bliže dizajniranju rešenja koja stižu do klinike i zapravo pomažu pacijenti kojima su potrebne bolje tehnologije“, rekla je dr Rebeka Kejt, postdoktorski saradnik u Northvestern Centru za napredno regenerativno inženjerstvo i glavni autor studije.
