Дослідники з Стоматологічної школи Лос-Анджелеса Каліфорнійського університету розробили новий гідрогель з високою пористістю, завдяки якому відбувається більш ефективне відновлення тканин. Передбачається, що нове покоління гідрогелевих систем дозволить поліпшити властивості біоматеріалів для відновлення кісткових ушкоджень.
Гідрогель - це біоматеріал, що складається з тривимірної мережі полімерних ланцюгів. Матеріал легко поглинає воду, а за структурою схожий на живі тканини, тому його використовують для транспортування клітин в пошкоджені області для їх відновлення. Недолік сучасних зразків криється в невеликому розмірі пор, що обмежує виживання і розмноження трансплантованих клітин, тобто формування нової тканини. Це обмежувало застосування гідрогелю з метою регенеративної медицини.
Один з широко досліджуваних біоматеріалів - природна мінеральна глина. Як виявилося, цей матеріал добре поєднується з медичними препаратами, не викликаючи небажаних наслідків. Також мінеральна глина є біосумісною і доступною речовиною.
Мінеральна глина має пошарову структуру і негативно заряджені частинки на поверхні. Ці особливості були важливі для дослідження, оскільки гідрогель, що розробляється мав позитивно-заряджені частинки. Коли гідрогель ввели в шари глини способом інтеркаляції - отримали матеріал з дуже пористою структурою, що сприяло кращому формуванню кісткових тканин.
Далі гідрогель з мінеральної глиною за допомогою методу фотоіндукції перетворили в гель, який легше ввести лабораторним мишам. У мишей були незагоєні пошкодження черепа, в які ввели гідрогель з мінеральної глиною. Через 6 тижнів відбулося значне відновлення кісткової тканини шляхом міграції і зростання власних стовбурових клітин мишей.
Автор роботи, викладач наук про біоматеріали, д-р Мін Лі розповів про перспективи застосування гідрогелю в сфері стоматології: «Результати роботи дозволять створювати гідрогелі з високою пористістю для кращої регенерації кісткової тканини, щоб удосконалити кісткові імплантаційні матеріали».
Введення складу з живих клітин і біоактивних молекул за допомогою гідрогелю для лікування пошкоджених тканин одного разу замінить складніші методи, такі як хірургічна операція.
У перспективі вчені планують вивчити, як фізичні властивості нанокомпозитних гідрогелів впливають на міграцію і діяльність клітин, а також на формування кровоносних судин.
«Розроблені гідрогелі будуть застосовуватися в різних сферах медицини, в тому числі для транспортування лікарських засобів, транспортування клітин всередині тканин організму, технологій культивування тканин для стоматології та щелепно-лицевої хірургії», - говорить д-р Лі.