Hidrogel berasaskan peptida menunjukkan janji untuk pembaikan tisu dan organ

Menggabungkan ketepatan bioperubatan dan kejuruteraan yang diilhamkan oleh alam semula jadi, pasukan yang diketuai oleh Universiti Ottawa telah mencipta bahan seperti jeli yang menunjukkan potensi besar untuk membaiki dengan pantas pelbagai organ dan tisu yang rosak dalam tubuh manusia.

Penyelidikan canggih yang diketuai oleh Dr. Emilio I. Alarcon, seorang profesor bersekutu di Fakulti Perubatan Universiti Ottawa, boleh memberi kesan kepada kehidupan berjuta-juta orang pada masa hadapan dengan hidrogel peptida yang boleh menutup luka kulit, memberikan terapi kepada jantung yang rosak otot, dan membaiki otot jantung yang rosak. Kornea.

“Kami menggunakan peptida untuk mencipta penyelesaian terapeutik. Pasukan ini mengambil inspirasi daripada alam semula jadi untuk membangunkan penyelesaian mudah untuk penutupan luka dan pembaikan tisu,” kata Dr. Alarcon, seorang saintis dan pengarah kumpulan Penyelesaian BioEngineering dan Terapeutik (BEaTS) di Institut Jantung Universiti Ottawa, yang penyelidikan perintisnya ialah membangunkan bahan baharu dengan keupayaan untuk penjanaan semula tisu.

Peptida ialah molekul yang terdapat dalam organisma hidup dan hidrogel ialah bahan berair dengan tekstur seperti jeli yang terbukti berguna untuk tujuan terapeutik.

Pendekatan yang diambil dalam kajian, diterbitkan dalam Bahan Fungsian Lanjutan dan dijalankan bersama Dr. Erik Suuronen dan Dr. Mark Ruel, adalah unik. Kebanyakan hidrogel yang dikaji dalam kejuruteraan tisu adalah bahan berasaskan haiwan dan berasaskan protein, tetapi biobahan yang dicipta oleh pasukan kerjasama diperkukuh dengan peptida kejuruteraan. Ini menjadikannya lebih terpakai dalam amalan klinikal.

Dr. Ruel, seorang profesor di Jabatan Perubatan Selular dan Molekul di Fakulti Perubatan di Universiti Ottawa dan pengerusi penyelidikan di Jabatan Pembedahan Jantung di Institut Jantung Universiti Ottawa, berkata penemuan kajian itu boleh menjadi revolusioner. p>

"Walaupun beribu tahun evolusi, tindak balas manusia terhadap penyembuhan luka masih kekal tidak sempurna," kata Dr. Ruel. “Kami melihat parut yang tidak teratur daripada hirisan kulit hingga kecederaan mata kepada pembaikan jantung selepas infarksi miokardium. Doktor Alarcon, Suuronen dan seluruh pasukan kami telah memberi tumpuan kepada masalah ini selama hampir dua dekad. Penerbitan Dr. Alarcón dalam Bahan Fungsian Lanjutan mewakili cara baharu untuk menjadikan penyembuhan luka, penyembuhan organ, dan juga parut asas selepas pembedahan lebih mudah diurus secara terapeutik dan oleh itu dioptimumkan untuk kesihatan manusia."

Peptida Disintesis untuk Pembaikan Tisu Lembut Segera. Bahan Fungsian Lanjutan (2024). DOI: 10.1002/adfm.202402564

Sememangnya, kuncinya ialah keupayaan untuk memodulasi biobahan peptida. Hidrogel pasukan Universiti Ottawa direka bentuk untuk disesuaikan, menjadikan bahan tahan lama ini boleh disesuaikan untuk digunakan dalam pelbagai jenis tisu. Pada asasnya, resipi dua komponen boleh diubah suai untuk meningkatkan kelekatan atau mengurangkan komponen lain bergantung pada bahagian badan yang memerlukan pembaikan.

"Kami sangat terkejut dengan pelbagai aplikasi yang boleh dicapai oleh bahan kami," kata Dr. Alarcon. “Teknologi kami menawarkan penyelesaian bersepadu yang boleh disesuaikan bergantung pada tisu sasaran.”

Dr. Alarcon juga menyatakan bahawa data penyelidikan menunjukkan bahawa kesan terapeutik hidrogel biomimetik adalah sangat berkesan, dan penggunaannya adalah jauh lebih mudah dan lebih menjimatkan kos berbanding pendekatan penjanaan semula yang lain.

Bahan telah dibangunkan pada kos rendah dan dalam format berskala, yang sangat penting untuk banyak aplikasi bioperubatan berskala besar. Pasukan ini juga membangunkan sistem saringan pantas yang mengurangkan kos pembangunan dan masa ujian dengan ketara.

“Pengurangan ketara dalam kos dan masa ini bukan sahaja menjadikan bahan kami lebih berdaya maju dari segi ekonomi, tetapi juga mempercepatkan potensinya untuk kegunaan klinikal,” kata Dr. Alarcon.

Apakah langkah seterusnya untuk pasukan penyelidik? Mereka akan menjalankan ujian haiwan besar sebagai persediaan untuk ujian manusia. Sehingga kini, ujian jantung dan kulit telah dijalankan pada tikus, dan kerja kornea telah dilakukan secara ex vivo.