Elastische gel om wonden te helen
Bioengineers ontwikkelen zeer elastisch
biomateriaal voor een betere wondgenezing.
Een team van bioengineers aan het Brigham and
Women's Hospital (BWH), onder leiding van Ali Khademhosseini, PhD,
en Nasim Annabi, PhD, van de Biomedical Engineering Division, heeft
een nieuwe, op eiwit gebaseerde gel ontwikkeld, dat blootgesteld aan
licht de eigenschappen van elastische weefsels zoals huid en
bloedvaten krijgt. In een studie gepubliceerd in Advanced Functional
Materials rapporteert de onderzoekersgroep over de belangrijkste
eigenschappen van het nieuw materiaal en over het gebruik ervan in
preklinische modellen van wondgenezing.
"We zijn zeer geïnteresseerd in het ontwerpen van
sterke elastische materialen uit eiwitten omdat veel van de weefsels
in het menselijk lichaam elastisch zijn. Als we biomaterialen willen
gebruiken om die weefsels te regenereren hebben we elasticiteit en
flexibiliteit nodig," zei Annabi, senior medeauteur van de studie.
"De hydrogel is zeer flexibel, gemaakt van een biocompatibel
polypeptide dat kan geactiveerd worden door licht. '
"Hydrogels - gelei-achtige materialen die de
eigenschappen van menselijk weefsel kunnen nabootsen - worden veel
gebruikt in de medische biologie, maar op dit moment zijn de
beschikbare materialen beperkt. Sommige synthetische gels degraderen
na een tijd in giftige chemicaliën en een aantal natuurlijke gels
zijn niet sterk genoeg om het te weerstaan aan de stroomkracht van
arterieel bloed, "zei Khademhosseini.
Het nieuw materiaal, bekend als
elastine-like-polypeptide (ELP) hydrogel biedt een aantal voordelen.
Deze elastische hydrogel wordt gevormd door een door licht
geactiveerde polypeptide. Bij blootstelling aan licht ontstaan
sterke bindingen tussen de moleculen van de gel waardoor een
mechanische stabiliteit, zonder de noodzaak van chemische
modificerende middelen, wordt toegevoegd aan het materiaal.
Het team meldt dat ELP hydrogel kan worden
verwerkt door natuurlijk voorkomende enzymen en geen toxische
effecten lijkt te hebben op levende cellen in het laboratorium. Het
team slaagde er ook in de zwelling en de kracht van het materiaal te
controleren. Ze vonden dat de ELP hydrogel meer rekking kan
weerstaan dan het arterieel weefsel in het lichaam.
"Onze hydrogel heeft vele toepassingen: het kan
worden gebruikt als een basis waarop cellen kunnen groeien of kan
met cellen in een schaaltje worden opgenomen en vervolgens
geïnjecteerd om weefselgroei te bevorderen," zei Annabi. "Bovendien
kan het materiaal worden gebruikt als een afdichtmiddel, dat zich
aan het weefsel hecht op de plaats van de schade en zo de wonde
afschermt. '
De onderzoekers vonden dat het mogelijk is om de
gel te combineren met silica nanodeeltjes - eerder gevonden
microscopische deeltjes die het bloeden stoppen - een nog sterkere
barrière om wondgenezing te bevorderen.
"Dit zou ons toelaten om een bloeding onmiddelijk
te stoppen met één behandeling," zei Annabi. "We zien een groot
potentieel voor toepassingen in klinieken. Onze methode is
eenvoudig, het materiaal is biocompatibel en we hopen dat wij ermee
klinische problemen rond wondverzorging kunnen oplossen in de
toekomst."
Preklinisch nader onderzoek is nodig om de
eigenschappen en de veiligheid van het materiaal te testen voor
toelating voor gebruik op mensen.
Vertaling: Andre Teirlinck
