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组织工程:一种新型组织特异性生物活性水凝胶

工程技术组织工程:一种新型组织特异性生物活性水凝胶

科学家们首次创造了一种可注射的水凝胶,它预先通过新型交联剂结合了组织特异性生物活性分子。 所描述的水凝胶在组织工程中具有强大的应用潜力

组织 工程学是组织和器官替代品的发展——三维细胞结构——具有类似于天然组织的特性。 组织工程 旨在通过使用这些具有生物活性的支架来恢复、保存或增强组织功能。 合成的 水凝胶 聚合物因其独特的组成和与天然细胞外基质的结构相似性而被誉为提供此类机械支架的有希望的候选者。 水凝胶模拟组织环境,水凝胶中的交联剂有助于材料即使在吸收了大量水的情况下也能保持其结构。 然而,目前可用的水凝胶在生物学上是惰性的,因此不能独立发挥作用来驱动适当的生物功能。 它们需要添加相容的生物分子(例如生长因子、粘附配体),使它们成为水凝胶的必要组成部分。

在 11 月 XNUMX 日发表的一项研究中 科学进展,科学家们开发了一种新的模块化可注射水凝胶,它使用一种称为 PdBT 的交联剂(一种可生物降解的化合物)来交联水凝胶聚合物,从而形成一种膨胀的生物活性水凝胶。 PdBT 通过将生物活性分子锚定在水凝胶中的化学交联剂中来结合生物活性分子。 特定的生物分子可以在室温下与 PdBT 简单混合,这样生物活性分子就会成为水凝胶的一个组成部分。 这种首次开发的系统能够在室温下与组织特异性生物分子结合,使其功能化,而无需任何二次注射或系统。

添加的生物分子仍然锚定在水凝胶上,可以直接呈现给目标组织。 这可以防止扩散到目标区域之外的区域,从而避免不希望的后果,例如失活或多余的组织生长。 通过加入软骨相关的疏水性 N-钙粘蛋白肽和亲水性骨形态发生蛋白肽以及软骨衍生的糖胺聚糖、硫酸软骨素来增加功能,使用特定的 PdBT 单体对骨骼和软骨进行了实验。 这种水凝胶混合物可以直接注射到目标组织中。 结合在水凝胶中的生物分子与宿主组织的身体间充质干细胞接触并“引诱”它们,使它们被添加到目标区域以“播种”或开始新的生长。 一旦新组织生长,水凝胶就会降解并消失。

当前研究中描述的新水凝胶可以在室温下制备以立即使用,并且可以针对不同的组织进行相应的定制。 简单的制备过程可防止生物分子的热降解,这是以前水凝胶的一个问题,因为这会影响它们的生物活性。 生物活性水凝胶可以帮助再生骨骼、软骨、皮肤和其他组织。 这种使用具有良好特性的可注射生物活性水凝胶的新技术具有用于组织工程的巨大潜力。

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{您可以通过单击下面引用来源列表中给出的 DOI 链接来阅读原始研究论文}

来源(S)

郭金龙等。 2019. 用于组织工程的模块化、组织特异性和可生物降解的水凝胶交联剂。 科学进步。 5 (6)。 https://doi.org/10.1126/sciadv.aaw7396

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