Peptidbaseret hydrogel viser løfte om vævs- og organreparation

Ved at kombinere biomedicinsk præcision og naturinspireret teknik har et team ledet af University of Ottawa skabt et gelélignende materiale, der viser et enormt potentiale for hurtigt at reparere en lang række beskadigede organer og væv i den menneskelige krop.

Avanceret forskning ledet af Dr. Emilio I. Alarcon, en lektor ved University of Ottawa's Medicinske Fakultet, kan påvirke livet for millioner af mennesker i fremtiden med peptidhydrogeler, der kan lukke hudsår, levere terapi til beskadiget hjerte muskel og reparere beskadiget hjertemuskel. Hornhinde.

“Vi bruger peptider til at skabe terapeutiske løsninger. Holdet henter inspiration fra naturen til at udvikle enkle løsninger til sårlukning og vævsreparation,” siger Dr. Alarcon, en videnskabsmand og direktør for gruppen BioEngineering and Therapeutic Solutions (BEaTS) ved University of Ottawa Heart Institute, hvis banebrydende forskning er udvikling af nye materialer med evnen til vævsregenerering.

Peptider er molekyler, der findes i levende organismer, og hydrogeler er vandige materialer med en gelélignende tekstur, som har vist sig nyttige til terapeutiske formål.

Den tilgang, der blev taget i undersøgelsen, publiceret i Advanced Functional Materials og udført i fællesskab med Dr. Erik Suuronen og Dr. Mark Ruel, er unik. De fleste hydrogeler, der er studeret i vævsteknologi, er animalske og proteinbaserede materialer, men det biomateriale, der er skabt af det samarbejdende team, er forstærket med konstruerede peptider. Dette gør det mere anvendeligt i klinisk praksis.

Dr. Ruel, professor i afdelingen for cellulær og molekylær medicin ved det medicinske fakultet ved University of Ottawa og forskningsleder i afdelingen for hjertekirurgi ved University of Ottawa Heart Institute, sagde, at undersøgelsens resultater kunne være revolutionerende. p>

"På trods af årtusinders evolution er den menneskelige reaktion på sårheling stadig ufuldkommen," siger Dr. Ruel. "Vi ser uregelmæssige ardannelser fra hudsnit til øjenskader til hjertereparation efter et myokardieinfarkt. Læger Alarcon, Suuronen og resten af vores team har været fokuseret på dette problem i næsten to årtier. Dr. Alarcóns publikation i Advanced Functional Materials repræsenterer en ny måde at gøre sårheling, organheling og endda grundlæggende ardannelse efter operation meget mere terapeutisk håndterbar og derfor optimeret til menneskers sundhed."

Syntetiserede peptider til øjeblikkelig reparation af blødt væv. Avancerede funktionelle materialer (2024). DOI: 10.1002/adfm.202402564

Nøglen er faktisk evnen til at modulere peptidbiomaterialet. University of Ottawa-teamets hydrogeler er designet til at kunne indstilles, hvilket gør dette holdbare materiale tilpasset til brug i en bred vifte af væv. Grundlæggende kan to-komponent-opskriften justeres for at øge klæbeevnen eller reducere andre komponenter afhængigt af den del af kroppen, der kræver reparation.

"Vi var meget overraskede over den række af anvendelser, vores materialer kunne opnå," siger Dr. Alarcon. "Vores teknologi tilbyder en integreret løsning, der kan tilpasses afhængigt af målvævet."

Dr. Alarcon bemærker også, at forskningsdataene tyder på, at de terapeutiske virkninger af biomimetiske hydrogeler er yderst effektive, og deres anvendelse er betydeligt enklere og mere omkostningseffektiv end andre regenerative tilgange.

Materialerne blev udviklet til lave omkostninger og i et skalerbart format, hvilket er ekstremt vigtigt for mange biomedicinske anvendelser i stor skala. Holdet udviklede også et hurtigt screeningssystem, der reducerede udviklingsomkostninger og testtider markant.

"Denne betydelige reduktion i omkostninger og tid gør ikke kun vores materiale mere økonomisk rentabelt, men accelererer også dets potentiale til klinisk brug," siger Dr. Alarcon.

Hvad er de næste skridt for forskerholdet? De vil udføre store dyreforsøg som forberedelse til forsøg på mennesker. Hidtil er hjerte- og hudtest blevet udført på gnavere, og hornhindearbejde er blevet udført ex vivo.