دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا موفق به توسعهی یک زیستمادهی جدید با نام LivGels شده است که عملکردی مشابه ماتریسهای خارجسلولی دارد. این چارچوبها نقش حیاتی در نگهداری ساختار بافتها و تسهیل بهبود پس از آسیب دارند.
در گذشته، هیدروژلهایی ساخته شده بودند که هدفشان تقلید عملکرد بافتهای زیستی بود، اما اغلب یا مصنوعی بودند و یا فاقد ویژگیهایی بودند که ماتریسهای طبیعی دارند. برای مثال این مواد نمیتوانستند بهخوبی پاسخدهی مکانیکی (مانند سخت شدن غیرخطی تحت فشار) را داشته باشند، که برای پشتیبانی ساختاری و ارسال سیگنالهای سلولی ضروری است. همچنین ویژگی خودترمیمی در این مواد به خوبی مشاهده نمیشد.
ساختار LivGel— هیدروژلهای زیستی و زنده
برای حل این مشکلات، پژوهشگران موفق به تولید مادهای شدند که ویزگیهای زیر را دارد:
- فاقد هرگونه سلول زنده است، اما رفتاری پویا و طبیعی مشابه ECM دارد.
- ویژگی سخت شدن غیرخطی تحت فشار را تقلید میکند.
- قادر به خودترمیمی بعد از آسیب است.
این ماده جدید، تحت عنوان LivGels (هیدروژلهای نانوکامپوزیتی زیستی زنده) شناخته میشوند و از نانوذراتی ساخته شدهاند که ساختار هر نانوذره شامل موارد زیر میشود:
- هستهای از نانومواد کریستالی (nLinkers)؛
- زنجیرهای از سلولز بینظم در انتها (مو مانند) که باعث جهتپذیری و ایجاد پیوندی دینامیک با شبکه بیوپلیمرها میشود.
- این نانوذرات همراه با بیوپلیمر آلژینات اصلاحشده (مشتق از جلبک قهوهای) ترکیب شدهاند. شبکه حاصل رفتار مکانیکی منحصر به فردی دارد و میتواند مثل ماتریسهای طبیعی تحت فشار سخت شود.
- توانایی بازیابی ساختار پس از اعمال تنش شدید را دارد.
کاربردهای آیندهنگرانه
این زیستمادهی جدید (LivGels) با ویژگیهایی که ذکر شد، میتواند در زمینههای متعددی پیشگام باشد:
- پلی برای ترمیم بافت و پزشکی بازساختی: فراهمآوری چارچوبی که سلولها بتوانند رشد و ترمیم را آغاز کنند.
- مدلسازی بافت در آزمایشگاه: برای تست داروها و بررسی پیشرفت بیماریها در شرایطی واقعیتر.
- بیوپرینتر سهبعدی (3D bioprinting): تولید هیدروژلهای قابل تنظیم برای ساختارهای پیچیده.
- نرمرباتیک: توسعه رباتهای نرم با خواص مکانیکی قابل تغییر.
1 دیدگاه دربارهٔ «LivGels: نسل جدید زیستمواد با عملکرد ماتریس خارجسلولی – جهشی بزرگ در پزشکی بازساختی»
ممنونم از محتوی جالبتون