Un gel inspirat de castraveţii de mare ar putea ajuta la vindecarea ţesuturilor lezate
Cercetătorii de la Universitatea Waterloo au dezvoltat un gel care, într-o zi, ar putea ajuta la repararea tendoanelor deteriorate şi a altor ţesuturi moi, fără a lăsa materiale permanente în organism. Materialul a fost inspirat de capacitatea castraveţilor de mare de a-şi modifica rigiditatea corpului.
Studiul, intitulat „Bioinspired Hydrogels with Broadly Programmable Mechanics for Soft-Tissue Interfaces”, a fost publicat recent în revista Advanced Functional Materials. Materialul bogat în apă, cunoscut sub numele de hidrogel, acţionează ca o structură de susţinere temporară care permite creşterea de ţesut nou pe măsură ce se descompune treptat.
La fel ca nevertebratele marine care l-au inspirat, gelul poate fi fabricat mai moale sau mai rigid, ceea ce i-ar putea permite să susţină vindecarea diferitelor ţesuturi din organism. „Ţesuturile moi nu au toate nevoie de acelaşi schelet de susţinere”, a declarat dr. Yimin Wu, profesor de inginerie mecanică la Universitatea Waterloo, care a coordonat studiul. „Un material plasat lângă creierul moale trebuie să se comporte diferit faţă de unul folosit pentru repararea unui tendon dur.”
După aproape patru ani de cercetare, echipa internaţională a testat gelul într-un studiu preclinic pe şobolani, cu rezultate promiţătoare. Şobolanii cu tendone deteriorate, trataţi cu gelul, au prezentat o vindecare mai bună comparativ cu cei reparaţi doar prin suturi. Rezultatele au arătat că gelul a susţinut creşterea de ţesut nou, mai organizat. Pe măsură ce tendonul se vindeca, gelul s-a descompus treptat şi a fost absorbit de organism în aproximativ opt săptămâni.
„Am fost extrem de încurajaţi de rezultate”, a declarat dr. Youchao Teng, care a condus proiectul sub îndrumarea lui Wu. „Materialul nu s-a comportat doar bine. Tendonul a fost regenerat cu ţesut nou mai organizat şi cu o funcţie comparabilă cu cea a unui tendon sănătos.”
Pentru a crea gelul, cercetătorii îl congelează mai întâi pentru a-i forma structura internă. Apoi îl imersează în soluţii saline special preparate, care le permit să ajusteze rigiditatea materialului, făcându-l mai moale sau mai ferm în funcţie de ţesutul pe care urmează să îl susţină. Această capacitate de personalizare ar putea face gelul util, în final, pentru repararea unei game de ţesuturi, inclusiv muşchi, cartilaj, piele şi chiar ţesuturi delicate din creier şi alte organe. Cu toate acestea, sunt necesare cercetări suplimentare pentru a stabili dacă poate susţine vindecarea în siguranţă şi eficient în aceste diferite părţi ale corpului.
Wu şi Teng au depus două cereri de brevet legate de activitatea lor şi au înfiinţat o companie pentru a încerca să o comercializeze. Următorii paşi includ testarea pe animale mai mari şi, în cele din urmă, studiile clinice. Proiectul a implicat o colaborare strânsă cu dr. Song Li de la Universitatea din California, Los Angeles (UCLA), şi cu dr. Badri Narayanan de la Universitatea din Louisville. Echipa de cercetare i-a inclus şi pe profesorii de inginerie de la Waterloo dr. Zhao Pan şi Michael K.C. Tham, precum şi membri ai unor facilităţi şi ai altor universităţi din Statele Unite, Taiwan, China şi Canada.
