科学者たちは、新しい架橋剤を介して組織特異的な生物活性分子を事前に組み込んだ注射可能なヒドロゲルを初めて作成しました。 記載されているヒドロゲルは、組織工学での使用に大きな可能性を秘めています
組織 エンジニアリングとは、自然の組織と同様の特性を持つ組織および臓器の代替物（XNUMX次元の細胞構造）の開発です。 ヒト組織工学 これらの生物学的に活性な足場を使用することにより、組織機能を回復、保存、または強化することを目的としています。 合成 ヒドロゲル ポリマーは、その独特の組成と天然の細胞外マトリックスとの構造的類似性により、そのような機械的足場を提供する有望な候補として歓迎されています。 ヒドロゲルは組織環境を模倣し、ヒドロゲルの架橋剤は、大量の水を吸収した場合でも、材料がその構造を維持するのに役立ちます。 ただし、現在利用可能なヒドロゲルは生物学的に不活性であるため、適切な生物学的機能を駆動するためにスタンドアロンで機能することはできません。 それらは、適合性のある生体分子（例えば、成長因子、接着性リガンド）の添加を必要とし、それらをヒドロゲルの不可欠な部分にします。
11月XNUMX日に公開された研究では 科学の進歩、科学者たちは、ヒドロゲルポリマーを架橋して膨潤した生物活性ヒドロゲルを生成するために、PdBT（生分解性化合物）と呼ばれる架橋剤を使用する新しいモジュール式の注射可能なヒドロゲルを開発しました。 PdBTは、ヒドロゲルの化学架橋剤に固定することにより、生物活性分子を組み込みます。 特定の生体分子は、室温でPdBTと簡単に混合でき、そうすることで、生体活性分子がヒドロゲルの統合された部分になります。 初めて開発されたこのようなシステムは、室温で組織特異的な生体分子に結合して、後で二次注射やシステムを必要とせずに機能化する能力を備えています。
追加された生体分子はヒドロゲルに固定されたままであり、標的組織に直接提示することができます。 これにより、標的領域の外側の領域への拡散が防止され、不活化や冗長な組織成長などの望ましくない結果が回避されます。 実験は、軟骨関連の疎水性N-カドヘリンペプチドと親水性骨形成タンパク質ペプチド、および軟骨由来のグリコサミノグリカンであるコンドロイチン硫酸を組み込むことによって機能を追加することにより、特定のPdBTモノマーを使用して骨と軟骨で実施されました。 このヒドロゲル混合物は、標的組織に直接注入することができます。 ヒドロゲルに組み込まれた生体分子は、宿主組織の間葉系幹細胞と接触し、それらを「誘引」して、標的領域に追加されて「播種」または新たな成長を開始します。 新しい組織が成長すると、ヒドロゲルは分解して消えます。
現在の研究で説明されている新しいヒドロゲルは、すぐに使用できるように室温で調製でき、さまざまな組織に合わせてカスタマイズできます。 簡単な準備プロセスは、生体分子の生物学的活性に影響を与えるため、以前のヒドロゲルで問題となっていた生体分子の熱分解を防ぎます。 生物活性ヒドロゲルは、骨、軟骨、皮膚、その他の組織の再生に役立ちます。 良好な特性を有する注射可能な生物活性ヒドロゲルを使用するこの新しい技術は、組織工学での使用に強い可能性を秘めている。
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ソース
Guo JL etal。 2019.組織工学用のモジュール式、組織特異的、および生分解性のヒドロゲル架橋剤。 サイエンスアドバンシス。 5（6）。 https://doi.org/10.1126/sciadv.aaw7396
