Elektronmikroskopbild av den porösa hydrogelen. Kredit:UNH
Forskare vid University of New Hampshire har skapat en enkel att göra, billig injicerbar hydrogel som kan hjälpa sår att läka snabbare, speciellt för patienter med nedsatt hälsoproblem.
Sårläkning kan vara komplext och utmanande, speciellt när en patient har andra hälsohinder som allvarligt hindrar processen. Ofta appliceras injicerbara hydrogeler på oregelbundet formade sår, som diabetiska sår, hjälpa till att bilda en tillfällig matris, eller struktur, för att hålla såret stabilt medan cellerna föryngras. Förbehållet är att nuvarande hydrogeler inte är tillräckligt porösa och tillåter inte närliggande celler att passera igenom mot såret för att hjälpa det att läka.
"Även om det är värdefullt för att hjälpa patienter, nuvarande hydrogeler har begränsad klinisk effekt, sa Kyung Jae Jeong, biträdande professor i kemiteknik vid UNH. "Vi upptäckte en enkel lösning för att göra hydrogelerna mer porösa och därför hjälpa till att påskynda läkningen."
I studien, nyligen publicerad i tidskriften ACS Applied Bio Materials , forskarna beskriver hur de gjorde en makroporös hydrogel genom att kombinera lättillgängliga gelatinmikrogeler – hydrogeler som är några hundra mikrometer i diameter – med ett billigt enzym som kallas mikrobiellt transglutaminas (mTG). Gelatin användes eftersom det är ett naturligt protein som härrör från kollagen, ett protein som finns i bindväv i kroppen såsom hud. Att sätta ihop dessa små mikrogeler med mTG hjälpte till att skapa en hydrogel med tillräckligt stora porer för att närliggande celler skulle kunna flytta in i såret för reparation. Dessutom, denna nya injicerbara formulering möjliggör långsam frisättning av proteinläkemedel för att underlätta sårläkning, såsom blodplättshärledd tillväxtfaktor (PDGF). Forskarna jämförde konventionella icke-porösa hydrogeler med de nya makroporösa hydrogelerna, och fann en anmärkningsvärd ökning av migrationen av vävnadsceller inuti hydrogelen, vilket är kännetecknet för sårläkning.
Tillsammans med diabetiska sår, den makroporösa hydrogelen kan hjälpa till med andra former av läkning på huden, hornhinna, inre organ under operation och har till och med militära implikationer.
En 3D-konfokalmikroskopbild av mänskliga hudceller som växer runt och inuti den porösa hydrogelen. Kredit:UNH
Andra bilden av konfokal 3D-bild av mänskliga hudceller som växer runt och inuti den porösa hydrogelen med olika färgning. Kredit:UNH