Материалы, относящиеся к классу гидрогелей, имеют огромный потенциал для их использования в области биомедицины, такие материалы уже используются как "леса" для выращивания искусственных тканей, они могут служить в качестве контейнеров для доставки лекарственных препаратов и применяться во множестве других биотехнологий. Но, такие материалы имеют и ряд некоторых недостатков, их крошечные микропептидные цепочки обладают достаточной химической и биологической активностью, что делает их несовместимым с рядом биологических процессов. А недавно исследователи из Бостона разработали новый вид гидрогеля, нейтральные цепочки которого активируются только под воздействием света. И такой гидрогель, эластичность которого подобна эластичности тканей организма человека, может использоваться для заживления повреждений в результате ранений и травм.
Одним из недостатков составов гидрогелей является то, что в их составе содержаться некоторые химические соединения, придающие материалу механическую прочность и эластичность. Однако, со временем такие соединения деградируют, распадаясь на составные части, некоторые из которых обладаю вредными токсичными свойствами. Группе биоинженеров из больницы Brigham and Women's Hospital (BHW), Бостон, удалось найти состав гидрогеля, который свободен от потенциально опасных соединений, но вместо процесса химической полимеризации в новом составе используется процесс фотополимерезации, полимеризации под воздействием света.
Новый материал имеет достаточно сложное название - photocrosslinkable elastin-like polypeptide-based (ELP) hydrogel. Под воздействием света молекулы этого материала связываются, образуя длинные стабильные цепочки, способные выдержать высокие механические нагрузки. Наложенный на место повреждения тканей такой гидрогель, после активации его светом, качественно закупоривает края раны, препятствуя попаданию внутрь инфекции и останавливая кровотечение. Высокая эластичность материала позволяет человеку передвигаться и, кроме этого, материал может менять свою форму, подстраиваясь под увеличение или уменьшение величины опухлости тканей в месте травмы.
"У нашего нового гидрогеля имеется масса областей применения, он может использоваться в качестве основы для выращивания тканей из стволовых клеток, он может быть введен внутрь организма, заполняя нежелательные полости и исчезая по мере роста естественных тканей" - рассказывает Нэзим Аннэби (Nasim Annabi), ученый из Отдела биоинженерии BHW, - "Кроме этого наш материал может использоваться в качестве изолятора, удерживающего ткани краев раны и создающего барьер, сквозь который в рану не может проникнуть грязь и инфекция".
Во время экспериментов ученые выяснили, что их гидрогель разлагается некоторыми ферментами естественного происхождения, не выделяя никаких ядовитых веществ, пагубно воздействующих на живые клетки. Кроме этого, если в состав гидрогеля ввести некоторое количество кварцевых наночастиц, он оказывает сильное кровоостанавливающее действие, что может быть очень полезно в условиях полевой медицины, в условиях, которым очень далеко до стерильных условий стационарных больниц и госпиталей.
В настоящее время бостонские ученые производят всесторонние испытания нового гидрогеля, проверяя его свойства и безопасность по отношению к живым организмам. И только лишь по завершению множества предварительных испытаний ученые смогут перейти к испытаниях своего чудо-материала на людях.
Источник: www.dailytechinfo.org
|
