Исследователи из Университета Сиднея (UNSW Sydney) разработали новый материал, способный изменить область тканевой инженерии. Этот новый материал, относящийся к семейству гидрогелей, обладает свойствами, имитирующими человеческую ткань, что делает его идеальным для выращивания клеток в лабораторных условиях. Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, рассказывает об удивительных свойствах гидрогеля, полученного в лабораторных условиях, и его последствиях для медицины, пищевой промышленности и производственных технологий.
Гидрогели - это вещества, содержащиеся во всех живых организмах, таких как хрящи животных и морские водоросли. Они известны своей "хлюпающей" текстурой и широко используются в биомедицинских исследованиях для воспроизведения человеческих тканей. Кроме того, синтетические гидрогели нашли применение в различных отраслях промышленности, включая пищевую, косметическую и медицинскую. Однако эти искусственные гидрогели имеют ограничения в воссоздании сложных свойств реальных человеческих тканей.
Новый гидрогелевый материал создан на основе коротких пептидов - строительных блоков белков. Доцент Крис Килиан объясняет, что этот материал является биоактивным, то есть инкапсулированные в него клетки ведут себя так же, как в естественной ткани. Кроме того, он обладает антимикробными свойствами, что делает его устойчивым к бактериальным инфекциям. Такое сочетание биоактивности и антимикробных свойств делает материал перспективным для применения в медицине.
Отличительной особенностью созданного в лаборатории гидрогеля является его способность к самовосстановлению. Он способен самовосстанавливаться даже после сдавливания, перелома или извлечения из шприца. Это свойство делает его идеальным для 3D-биопечати и использования в качестве инъекционного материала для медицины. Универсальность и уникальные свойства материала открывают новые возможности в области тканевой инженерии.
Открытие этого гидрогелевого материала было сделано во время блокировки COVID-19 Эшли Нгуеном, аспирантом из UNSW. С помощью компьютерного моделирования Нгуен определила уникальную пептидную последовательность, способную образовывать гидрогель. После синтеза кандидата в лаборатории она с восторгом увидела, что он успешно превращается в гель. Этот неожиданный прорыв демонстрирует возможности вычислительного моделирования в развитии научных исследований.
Одним из главных преимуществ этого лабораторного гидрогеля является его возможность стать этичной альтернативой природным материалам. Природные гидрогели, широко используемые в различных отраслях промышленности, требуют получения из животных, что вызывает этические сомнения. Кроме того, материалы животного происхождения часто вызывают негативную иммунную реакцию у человека. Синтетическая природа Trpzip устраняет эти проблемы, что делает его целесообразным для широкого спектра применений.
Эксперты в данной области с воодушевлением оценивают потенциал этого нового гидрогелевого материала. Доктор Килиан считает, что его биоактивность и антимикробные свойства делают его ценным активом в медицине. Кроме того, г-жа Нгуен подчеркивает способность материала превосходить природные материалы в клинических исследованиях и других областях применения.
По мере того как исследователи продолжают изучать возможности этого гидрогеля, созданного в лаборатории, его влияние на тканевую инженерию и медицину может быть весьма значительным. Благодаря своей способности имитировать человеческую ткань и удивительным свойствам этот материал может произвести революцию в выращивании и использовании человеческих тканей в медицинских процедурах.
