Opracowano miękki, ale wytrzymały, biozgodny materiał, który może pozwolić na tworzenie zastępczych chrząstek i ścięgien. Można go wykorzystać w drukarkach 3D i umieszczać w nim żywe komórki.
Produkcja biomateriałów, które dorównają tkankom chrząstek i ścięgien, wymykała się dotąd naukowcom – mówią specjaliści z Cornell University, którzy jak twierdzą, są na dobrej drodze, aby tego dokonać. Tkanka taka musi być miękka, aby mogła się zginąć i rozciągać, a jednocześnie wytrzymała, tak aby nie uległa zniszczeniu pod długotrwałym działaniem niemałych obciążeń.
Bada się już kolagenowe hydrożele i syntetyczne substancje, które miałyby zastępować zużyte tkanki, ale z ograniczonym skutkiem.
Badacze z Cornell University twierdzą, że uzyskali materiał, który spełnia wyśrubowane wymagania.
Składa się on z dwóch elementów – kolagenu, który nadaje mu miękkość i biozgodność – oraz syntetycznego hydrożelu, zawierającego dwubiegunowe jony (obdarzone w różnych miejscach zarówno dodatnim, jak i ujemnym ładunkiem).
„Te naładowane grupy oddziałują z dodatnio i ujemnie naładowanymi grupami w kolagenie. Interakcje te pozwalają materiałowi na rozpraszanie energii i zachowanie wysokiej twardości”
– wyjaśnia prof. Lawrence Bonassar, współautor publikacji, która ukazała się na łamach magazynu „Proceedings of the National Academy of Sciences” (https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2116675119).
Hybrydowy materiał jest o 40 proc. bardziej elastyczny i 11 razy wytrzymalszy od samego żelu partego na dwubiegunowych jonach – podkreślają badacze. Co więcej, można w nim umieścić żywe komórki.
To nie koniec zalet. Po zmieszaniu dwóch głównych składników materiał samoczynnie przybiera wewnętrzną strukturę kolagenowej sieci, która przypomina naturalną tkankę.
„Ostatecznie chcemy stworzyć coś, co będzie można wykorzystać w medycynie regeneracyjnej, np. przy tworzeniu rusztowań przejmujących mechaniczne obciążenia tkanki, która dopiero będzie się regenerowała”
– tłumaczy współautor wynalazku, prof. Nikolaos Bouklas.
„Używając tego materiału, można wytwarzać trójwymiarowe wydruki porowatych rusztowań z komórkami, które będą odtwarzać żywą tkankę”
– dodaje.
PAP/MK
Badania: ból gardła i głowy głównymi objawami COVID-19 w nowej fali zakażeń
NAUKOWCY, BIOMATERIAŁ, CHRZĄSTKI, ŚCIĘGNA, KOLAGEN
