Figur visar den cellfrämjande miljön för gellangummi-kollagen IPN-hydrogeler. De inkapslade fett-härledda mesenkymala stamcellerna (ADSC) uppvisar gradvis återgång av morfologi till sin vanliga spindelliknande form under 21 dagars kultur. Detta visar att den cellfrämjande miljön hos IPN-hydrogelerna underlättade celladhesion, spridning, och spridning. F-aktin (cytoskelet) av celler färgades grönt med Phalloidin-iFluor 488-reagens och z-stack-bilder togs med konfokal laserscanningmikroskopi (CLSM) med Zeiss LSM 710 för att analysera hela cellbelastade hydrogeler vid refererade tidpunkter . Cell vidhäftning till, och cell sprids inuti, IPN -hydrogeler kunde observeras i alla tre dimensioner. (Skalstapel:100 µm) Kredit:ACS Applied Bio Materials
NUS -forskare har upptäckt en metod för att tillverka en biologisk interpenetrering nätverk (IPN) hydrogel med tillämpad reologi.
Hydrogeler är tredimensionella nätverk av tvärbundna polymerer. Dock, nuvarande hydrogel sårförband består av syntetiska polymerer som är biologiskt inerta och som inte driver värdens biologi mot sårläkning. Sådan behandlingsmetod är särskilt paradoxal för svåra sår där exogena mediatorer är kritiska för regenerering. Nyligen, införlivandet av stamceller har föreslagits för att ge inerta förband med biologiska egenskaper. Cellerna har förmågan att frigöra parakrinläkande faktorer och differentieras till flera hudcellstyper för att ersätta förlorade vävnader. För att replikera aspekter av stamcellernas naturliga extracellulära matris (ECM) miljö, forskare vänder sig till naturliga polymerer som är mer cytokompatibla.
Hämtar från naturens förvar, gellangummi, som är en exopolysackarid som utsöndras av bakterien Sphingomonas elodea, får erkännande för sin FDA GRAS och produktionsstatus med hög avkastning. Även om det lätt bildar hydrogeler under fysiologiska förhållanden, gellangummi saknar celladhesionsdel för att effektivt inhämta stamceller. Detta kan övervinnas genom att införliva ett sekundärt kollagenpolymernätverk för att ge gellangummihydrogeler med cellhäftning.
Dock, gelangummi och kollagen har motsatta temperaturberoende geleringsmekanismer. Med tillämpad reologi, ett forskargrupp som leds av professor Rachel EE från farmaceutiska institutionen, National University of Singapore utvecklade en metod för att exakt kontrollera temperaturen för en IPN -hydrogel mellan gellangummi och kollagen att bildas naturligt. Hennes teams tillvägagångssätt för att omvandla gellangummi till en biologisk byggnadsställning med kollagen är en betydande förbättring som potentiellt kan leda till kommersiell utveckling. Inkapslade stamceller med användning av IPN -hydrogel kunde vidhäfta till och föröka sig inom gelmatrisen (se figur). Ytterligare djurmodellförsök visade att de cellfyllda IPN-hydrogelerna kunde främja sårläkning vid svåra brännskador. Detta arbete är skyddat och patent väntar.
Prof Ee sade, "Tillsammans med våra partners i Roquette, Vi är fast beslutna att bryta den rika mångfalden av växtbaserade material för biomedicinsk användning. Vårt arbete är ett spännande exempel på hur akademin och industrin kan samla våra resurser för effektfulla upptäckter. "
