Исследователи разработали гидрогель для улучшенной инкапсуляции и доставки клеток
Полимерные гидрогели используются в тканевой инженерии как система доставки живых клеток. Существующие твердые и жидкие формы имеют взаимно исключающие недостатки: твердые гели могут травмировать ткани при имплантации и плохо адаптируются к их геометрии, а инъекционные (жидкие) — не сохраняют структурную целостность после введения.
Исследователи из Сингапурского университета технологий и дизайна (SUTD) создали решение, объединяющее преимущества обеих форм — тиксогель CNF. Он состоит на 99% из воды и на 1% из целлюлозы (самого распространенного органического полимера на Земле).
Ключевые свойства CNF-гидрогеля:
- Тиксотропность: Под нагрузкой превращается из твердого геля в жидкость, а возвращается в гелеобразное состояние менее чем за минуту.
- Биосовместимость: Высокая совместимость с клетками человека (клетки рака молочной железы) и мыши (эмбриональные стволовые клетки).
- Защита клеток: Напряжение при переходе в жидкое состояние поглощается гелем и не передается инкапсулированным клеткам, обеспечивая их высокую выживаемость.
Применение в медицине:
- Клетки загружают в гель в его менее вязком, жидком состоянии.
- Гель вводят пациенту минимально инвазивным способом (например, инъекцией).
- В жидкой форме гель заполняет сложные и узкие пространства ткани.
- Вернувшись в твердое состояние, гель служит каркасом для регенерации собственной ткани пациента, постепенно замещаясь ею.
Перспективы: Помимо доставки клеток, CNF-гидрогель потенциально применим в биопечати (создании тканей и искусственных органов) и для моделирования сложных заболеваний (например, рака) в лабораторных условиях.
«Универсальность CNF-гидрогеля и его высокая совместимость с клетками создают трамплин для различных применений», — отметил доцент SUTD Хавьер Гомес Фернандес.