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Gli ingegneri creano idrogeli reticolati per attirare le cellule staminali nelle ferite

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Gli idrogeli sono diventati un materiale popolare per nuove strategie terapeutiche contro una varietà di malattie. Possono rilasciare molecole terapeutiche incapsulate, degradarsi nel corpo ad una velocità predefinita e possono essere biocompatibili. Tuttavia, ogni applicazione richiede che l'idrogel abbia la forza, la consistenza e la capacità di trasportare al suo interno fattori di crescita o altre molecole.

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I ricercatori della Rice University hanno ora creato un modo per incorporare biomolecole destinate ad un sito target del corpo in componenti strutturali all'interno di un idrogel iniettabile. Queste biomolecole conferiscono all'idrogel la sua duttilità unica, e possono fornire un effetto terapeutico nel punto di iniezione e contemporaneamente lavorare come parte della struttura dell'idrogel, rendendo l'intero processo più efficiente.

I ricercatori sono stati in grado di attaccare le molecole relative alla crescita ossea e cartilagine ai reticolanti all'interno di un idrogel. Queste molecole attirano le cellule staminali per muoversi verso di loro, aiutando a guarire qualsiasi tipo di danno vicino all'idrogel. Il materiale è iniettabile e il processo di fabbricazione di un lotto viene eseguito a temperatura ambiente, il che dovrebbe facilitarne l'uso in clinica.

Dovrebbe essere possibile creare delle bende utilizzando questo nuovo materiale che motiverebbe le cellule staminali mesenchimali del corpo a raccogliersi attorno alla benda e guarire rapidamente la ferita sottostante. Il materiale si degraderebbe e scomparirebbe nel corpo, senza dover essere strappato dolorosamente, come è comune con la maggior parte delle bende.

Ecco un riassunto dell'abstract dello studio in Science Advances che spiega brevemente il processo di creazione di questi idrogel bioattivi reticolati:

Per introdurre indicazioni biochimiche specifiche dei tessuti a questi idrogel, abbiamo sviluppato un reticolante modulare idrogel, poli(acido glicolico)-poli(etilenglicole)-poli(acido glicolico)-di(ma-2-yne-1,4-dithiol) (PdBT), che può essere funzionalizzato con piccole indicazioni a base di peptide e grandi indicazioni macromolecolari semplicemente miscelando il PdBT in acqua con le biomolecole appropriate a temperatura ambiente. Macromeri PdBT specifici per cartilagine e ossa sono stati generati dalla funzionalizzazione con un peptide idrofobo della N-caderina associato alla cartilagine, un peptide idrofiloide della proteina morfogenetica ossea e un glicosaminoglicano di derivazione cartilaginea, condroitina solfato. Questi macromeri biofunzionalizzati PdBT possono reticolare spontaneamente polimeri come il poli(N-isopropil acrilammide) per produrre idrogel rapidamente reticolazione, altamente gonfiori, citocompatibili e idroliticamente degradabili adatti per l'incapsulamento di cellule staminali mesenchimali.