A mikroporózus lágyított részecske (MAP) gél már korábban ígéretesen mutatkozott be a szövetek növekedését támogató és a sebgyógyulás felgyorsítására képes strukturális anyagként. Ezt a gélt úgy módosították, hogy bizonyos immunválaszt is kiváltson. A kutatás részleteit a Nature Materials folyóiratban tették közzé.
Eddig a kutatás csak az egerek sebgyógyulását vizsgálta, de a MAP gél potenciálisan segítheti az égési sérülések, vágások, cukorbetegség miatt kialakuló fekélyek és olyan más típusú sebek gyógyulását, amelyek heges bőrt eredményeznének, és erős fájdalmat, valamint kellemetlenségeket okoznának hosszú időn át. "Ez a tanulmány megmutatja, hogy az immunrendszer aktiválásával meg lehet változtatni a sebgyógyulás egyensúlyát, és ez a szövetek pusztulásától kezdve a hegképződésen át a szövetek helyreállításáig és a bőr regenerációjáig sok mindenre hatást fejt ki" - idézte Tatiana Segura orvosbiológiai mérnököt, a Duke Egyetem professzorát a Science Alert tudományos portál.
Mikrogyöngyhálózatok segítik a gyógyulást
A hidrogélek vízben megduzzadó és térhálósított polimer hálózatok, amelyek különböző anyagok és térhálósító vegyületek reakciójával jönnek létre - közölte erről a technológiáról a Segura vezette laboratórium. Ezeket az anyagokat a hangolható mechanikus tulajdonságok széles skálája jellemzi, nagyon hasonlítanak a természetes szövetekhez, így kivételes alkalmazási lehetőségeket nyújtanak, például gyógyszerbevitelre, szövetjavításra, immunitástervezésre. Az elmúlt 50 évben a hidrogéleket széles körben tanulmányozták és számos kutatásban alkalmazták.
Ezeknek az anyagoknak az egyik új injekciózható osztálya a már említett mikroporózus lágyított részecske (MAP) gél. Az ide tartozó gélek alapját stabilan összekapcsolt mikrogyöngyhálózatok alkotják, amelyek tömegesen integrálódhatnak a környező szövetekbe, és lehetővé teszik a sejtek behatolását, mozgását a keletkező mikropórusokon keresztül. Az előregyártott, mikroporózus állványok végső kialakulása előtt sejteket vagy gyógyszereket kapszulázhatnak az oldatba. A durhami kutatók megvizsgálták a bőrbe és az agyszövetbe bevitt MAP géleket sebgyógyulási, illetve stroke modellekben: mindkettőnél nagymértékben felgyorsította a szövetregenerációt. Most pedig azt kutatják, hogy az állvány felépítése és hatóanyagok beépítése hogyan ösztönözheti a sejtek elégséges beszivárgását a génátvitel és a teljes regeneráció elősegítésére - írja a Duke Egyetem hírportálja .
5.-es biológiakvíz: hány veséje van egy embernek? – 10 kérdés az emberi testről
A hegszövet a sérülésre adott gyors reakció részeként jön létre: csökkenti a fájdalmat és korlátozza a fertőzés esélyét. A visszanőtt bőr azonban nem teljes, hiányoznak belőle a verejtékmirigyek és a szőrtüszők, illetve hajlamosabb a sérülésekre is. Miután a MAP géleket már sejtszerveződési útként tudták felhasználni a sebek gyorsabb helyreállítására, a csapat megpróbálta hosszabb ideig a helyén tartani ezt a biológiai térhálót. A gélben a hatóanyag és a hordozóanyag összekötéséről gondoskodó kémiai linker peptidszerkezetét megváltoztatták, így a szervezet elméletileg a struktúrát nem látja ismerősnek, ami megnehezítheti a lebontását.
Tovább fenntartani a gyógyuláshoz szükséges ideális állapotot
" Korábban láttuk, hogy amint a seb gyógyulni kezdett, a MAP gél veszíteni kezdett a porozitásából, ami korlátozta a szövet növekedését a szerkezeten keresztül. Feltételeztük, hogy a MAP állvány lebomlásának lassítása megakadályozná a pórusok bezáródását és további támogatást nyújtana a szövetnek a növekedés során, ami javítaná a szövet minőségét" - mondta Don Griffin, a Virginiai Egyetem orvosbiológiai mérnöke.
Az egereken végzett kísérletek során azonban a csapatnak azon próbálkozásai, hogy a szervezet számára idegenebbé tegyék az állványt, s ezzel meghosszabbítsák az élettartamát, éppen ellenkező hatást váltottak ki. A gél szinte teljesen eltűnt a sebből, mire meggyógyult. A peptidszerkezet megváltoztatása más immunválaszt váltott ki, de a speciálisabb adaptív immunrendszerhez képest különböző típusú sejteket és jobb helyreállítást eredményező, regeneratívabb reakciót használ fel feladatának elvégzéséhez. Az így aktiválódott antitestek és makrofág sejtek jobban képesek voltak eltávolítani a hidrogél nyomait, valamint helyrehozni a bőrt úgy, hogy jobban hasonlítson az eredeti, sértetlen bőrre (beleértve a szőrtüszőket is).
A folyamatot azonban még az emberi szervezethez kell igazítani, de sok javítási mechanizmusunk azonos más emlősökével, ezért a tudósok abban reménykednek, hogy a hidrogél módosított változatát végül fel lehet használni a sebek gyorsabb és természetesebb helyreállítására , sőt, a módszer talán még az oltások fejlesztéséhez is hozzájárulhat.
