Neue Hydrogele zeigen Versprechen in der Behandlung von Knochendefekten

Biotechnologen Kenntnisse und Zahnärzte von der UCLA School of Dentistry entwickelt haben, eine neue hydrogel, das mehr porös und wirksam bei der Förderung der Reparatur von Gewebe und regeneration im Vergleich zu Hydrogelen, die derzeit verfügbar sind. Einmal injiziert, in einem Maus-Modell, das neue hydrogel ist nachweislich zu induzieren migration von natürlich vorkommenden Stammzellen eine bessere Förderung der Knochenheilung. Aktuelle experimentelle Anwendungen mithilfe von Hydrogelen und Stammzellen in den Körper eingeführt oder teuer biologischen Arbeitsstoffen kommen kann, die mit negativen Nebenwirkungen.

Die Ergebnisse, veröffentlicht online in der Zeitschrift Nature Communicationslegen nahe, dass in Naher Zukunft die nächste generation von hydrogel-Systeme könnte erheblich verbessern aktuelle biomaterial-basierte Therapeutika zur Reparatur von Knochendefekten.

Hydrogele sind Biomaterialien, die aus einem 3D-Netzwerk von Polymerketten. Durch die Netzwerk-Fähigkeit, Wasser zu absorbieren und seine strukturelle ähnlichkeiten zu lebenden Gewebe, es kann verwendet werden, um Zellen, um defekte Bereiche zu regenerieren Gewebe. Doch die kleine Porengröße von Hydrogelen Grenzen das überleben der transplantierten Zellen, Ihre expansion und neue Gewebe Bildung, so dass diese weniger als ideal zur Regeneration der Gewebe.

Ein material, das Sie gefangen hat auf dem Gebiet der Biomaterialien ist ein natürlich vorkommendes mineral, Lehm. Lehm hat sich zu einem idealen Zusatzstoff für medizinische Produkte mit keine Berichte über negative Auswirkungen. Es hat sich gezeigt, biokompatibel und ist leicht zugänglich.

Der Ton ist in Ebenen strukturieren, die mit der Oberfläche eine negative Ladung. Die einzigartige mehrschichtige Struktur und Ladung waren für die Forschung wichtig, da Ihre Hydrogele hatte eine positive oder entgegengesetzter Ladung. Wenn das hydrogel wurde eingefügt in die Ton-Schichten, die durch einen Prozess namens interkalation Chemie, das Endergebnis war ein Ton-verbesserte hydrogel mit sehr poröser Struktur, die könnte besser erleichtern die Knochenbildung.

Sobald Sie hatten Ihre Ton-verbesserte hydrogel, das die Forscher verwendet einen Prozess namens Foto-Induktion, oder die Einführung von Licht, um Ihr neues biomaterial in ein gel, welches es einfacher machen würde injiziert, dass Sie Ihre Maus-Modell.

Das Maus-Modell hatte eine nicht heilende Schädel mit Mängeln, zu denen die Forscher injizierten mit Ihren Ton-verbesserte hydrogel. Nach sechs Wochen fanden Sie heraus, dass das Modell zeigte eine signifikante Knochenheilung durch seine eigenen natürlich vorkommenden Stammzellen migration und Wachstum.

“Diese Forschung wird uns helfen, die Entwicklung der nächsten generation von hydrogel-Systeme mit hoher Porosität und könnte erheblich verbessern aktuelle bone graft materials,”, sagte führen Autor Min Lee, professor of biomaterials science an der UCLA School of Dentistry und Mitglied des Jonsson Comprehensive Cancer Center. “Unsere nanokomposit-hydrogel-system nützlich sein wird für viele Anwendungen, einschließlich therapeutischer Lieferung, Mobilfunkanbietern und tissue engineering.”

Injizierbare Kombinationen von lebenden Zellen und bioaktiven Molekülen mit Hilfe von Hydrogelen, wäre eine bevorzugte medizinische Anwendung zur Behandlung von ungesunden oder beschädigte Bereiche des Körpers nicht mehr-invasive Chirurgie.

Die zukünftige Forschung wird geplant, um zu erfahren, wie die physikalischen Eigenschaften von nanokomposit Hydrogele auf die migration der Zellen und Ihrer Funktion, sowie der Neubildung von Blutgefäßen.

Andere Autoren der Studie sind Erster co-Autor: Zhong-Kai Cui, assistant professor für Zell-Biologie an der Southern Medical University in China; und Dr. Benjamin Wu, Dr. Tara Aghaloo, Jessalyn Baljon und Soyon Kim, aller von der UCLA.

Die Studie wurde finanziert durch das National Institute of Dental und Kraniofaziale Forschung, das Nationale Institut von Arthritis und von Musculoskeletal und Haut-Krankheiten, die US-Department of Defense und MTF-Biologics. Die Autoren haben keine Interessenkonflikte.