
研究人员已经建立了一套可注射的水凝胶基线,这些水凝胶有望帮助愈合伤口、输送药物和治疗癌症。
关键的是,他们分析了化学上截然不同的水凝胶是如何激发人体的炎症反应的——或者不是。
研究人员设计了可注射的水凝胶,沐鸣注册并在理想的位置模拟细胞支架。当身体自然地将新的血管和细胞注入支架时,它们就像占位符一样,随着时间的推移,支架会降解,留下自然组织。水凝胶还可以携带决定支架结构或与周围组织亲和力的化学或生物提示。
这项研究表明,应该有可能调整多域肽水凝胶来产生适当的炎症反应。
莱斯大学的化学家和生物工程师Jeffrey Hartgerink说:“多年来,我们一直在研究以肽为基础的水凝胶,已经生产了大约100种不同类型的水凝胶。”“在这篇论文中,我们想做一些补充,了解它们改变生物环境的一些基本方式。”
研究人员特别想知道合成水凝胶是如何影响环境的炎症反应的。这项为期两年的研究首次为测试各种生物相容性水凝胶引发的炎症反应水平提供了机会。
“通常,我们认为炎症是不好的,”Hartgerink说。“这是因为炎症有时与疼痛有关,没有人喜欢疼痛。但是炎症反应对伤口愈合和清除感染也非常重要。
“我们不想要零炎症;我们想要适当的炎症,”他说。“如果我们想治愈伤口,炎症是好的,因为它开始了重建血管系统的过程。它吸收了所有可以再生的细胞。”
实验室测试了四种基本的水凝胶——两种带正电荷,两种带负电荷——以观察它们会引发何种炎症。他们发现带正电的水凝胶比带负电的水凝胶引发更强烈的炎症反应。
哈特林克说:“在阳性物质中,根据产生电荷的化学性质,我们可以产生强烈或中度的炎症反应。”“如果你想要伤口愈合,你真的需要一个温和的反应,我们在四种材料中看到了这一点。
“但如果你想进行癌症治疗,较高的炎症反应可能更有效,”他说。“对于像药物传输这样的情况,炎症是没有帮助的,一种带负电荷的材料可能更好。
“基本上,我们正在为理解如何围绕这些材料引发的炎症反应开发材料奠定基础。这将给我们最大的成功机会。”
德克萨斯心脏研究所(THI)的研究人员通过多维流式细胞术帮助分析细胞对水凝胶的反应。
“这项工作的结果奠定了基础,通过功能上相关和可预测的运载工具,专门定制治疗的交付,”Darren Woodside说,沐鸣注册他是THI的研究副总裁和流式细胞术和成像核心主任。“除了输送药物,这些水凝胶还能与多种细胞类型兼容。
他说:“目前干细胞治疗的一个问题是,过继转移的细胞不一定会在注射部位大量存在。”“在注射前将这些相对惰性的带负电荷的水凝胶与干细胞混合可能会克服这一限制。”
哈特林克说,这项工作是基础性的,而不是针对特定的应用,但对于将合成水凝胶应用于临床的长期目标很重要。
哈特林克说:“我们一直在推测关于这种材料的许多我们认为好的和正确的事情,现在我们对它们实际上是正确的,有了更合理的机械论的理解。”