Wanasayansi kwa mara ya kwanza wameunda haidrojeli inayoweza kudungwa ambayo hapo awali hujumuisha molekuli maalum za kibayolojia kupitia viunganishi vya riwaya. Hydrogel iliyoelezewa ina uwezo mkubwa wa matumizi katika uhandisi wa tishu
Tishu uhandisi ni maendeleo ya vibadala vya tishu na viungo - miundo ya seli ya pande tatu - kuwa na mali sawa na tishu za asili. Uhandisi wa tishu inalenga kurejesha, kuhifadhi au kuimarisha utendaji wa tishu kwa kutumia kiunzi hiki amilifu kibiolojia. Sintetiki hydrogel polima zimesifiwa kama watahiniwa wanaoahidi kutoa scaffolds kama hizo za kiufundi kwa sababu ya muundo wao wa kipekee na mfanano wa kimuundo na matrix ya asili ya ziada. Hydrogels huiga mazingira ya tishu na viunganishi katika hidrojeni husaidia nyenzo kudumisha muundo wake hata wakati imechukua kiasi kikubwa cha maji. Hata hivyo, hidrojeni zinazopatikana kwa sasa hazijizi kibayolojia na hivyo haziwezi kutenda kivyake ili kuendesha utendaji ufaao wa kibayolojia. Zinahitaji kuongezwa kwa biomolecules zinazooana (mfano sababu za ukuaji, ligandi za wambiso) na kuzifanya kuwa sehemu muhimu ya hidrojeni.
Katika utafiti uliochapishwa mnamo Juni 11 mnamo Maendeleo ya sayansi, wanasayansi wameunda hidrojeli mpya ya kawaida ya kudunga ambayo hutumia kiunganishi kiitwacho PdBT - kiwanja kinachoweza kuoza - kwa kuunganisha polima ya hidrojeli ili kuunda hidrojeni iliyovimba, inayofanya kazi kibiolojia. PdBT hujumuisha molekuli amilifu kwa kuzitia nanga katika viunganishi vya kemikali kwenye hidrojeni. Biomolecules maalum zinaweza kuchanganywa na PdBT kwa joto la kawaida na kwa kufanya hivyo molekuli za bioactive kuwa sehemu jumuishi ya hidrojeni. Mfumo kama huo, uliotengenezwa kwa mara ya kwanza, una uwezo wa kuunganisha kwa biomolecules maalum ya tishu kwenye joto la kawaida ili kufanya kazi bila kuhitaji sindano yoyote ya pili au mfumo baadaye.
Biomolecules zilizoongezwa hubakia kwenye hidrojeni na zinaweza kuwasilishwa moja kwa moja kwa tishu inayolengwa. Hii huzuia uenezaji wa eneo nje ya eneo lengwa ili kuepuka matokeo yasiyotakikana kama vile kuzima au kukua kwa tishu. Majaribio yalifanywa kwenye mifupa na gegedu kwa kutumia monoma maalum za PdBT kwa kuongeza utendakazi kupitia kujumuisha peptidi ya hidrofobi ya N-cadherin inayohusishwa na cartilage na peptidi ya protini ya mofrojeni ya mfupa haidrofili, na glycosaminoglycan inayotokana na cartilage, chondroitin sulfate. Mchanganyiko huu wa hidrojeni unaweza kudungwa moja kwa moja kwenye tishu inayolengwa. Biomolecules iliyojumuishwa katika hidrojeni hugusana na seli za shina za mesenchymal za tishu mwenyeji na "kuzivuta" ili ziongezwe kwenye eneo linalolengwa ili 'mbegu' au kuanzisha ukuaji mpya. Mara tu tishu mpya inakua, hidrojeni hupungua na kutoweka.
Hydrogel mpya iliyoelezwa katika utafiti wa sasa inaweza kutayarishwa kwa joto la kawaida kwa matumizi ya haraka na inaweza kubinafsishwa ipasavyo kwa tishu tofauti. Mchakato wa utayarishaji wa moja kwa moja huzuia uharibifu wa joto wa biomolecules ambayo imekuwa suala na hidrogeli za hapo awali kwani hii huathiri shughuli zao za kibaolojia. Hidrojeni za kibiolojia zinaweza kusaidia kuzaliwa upya kwa mfupa, cartilage, ngozi na tishu zingine. Mbinu hii ya riwaya inayotumia hidrojeni inayotumika kwa sindano yenye sifa nzuri ina uwezo mkubwa wa kutumika katika uhandisi wa tishu.
***
{Unaweza kusoma karatasi asili ya utafiti kwa kubofya kiungo cha DOI kilichotolewa hapa chini katika orodha ya (vyanzo) vilivyotajwa}
Chanzo (s)
Guo JL na wengine. 2019. Viunganishi vya hidrojeli vya kawaida, maalum vya tishu na vinavyoweza kuharibika kwa ajili ya uhandisi wa tishu. Maendeleo ya Sayansi. 5 (6). https://doi.org/10.1126/sciadv.aaw7396
