Изследователи от Колумбийския университет създадоха нов вид инжекционен хидрогел, който може значително да подобри начина, по който лекуваме нараняванията, и да подпомогне възстановяването на организма.

Хидрогелът използва малки частици, наречени извънклетъчни везикули, или EVs (екстрацелуларни везикули), взети от мляко – по-точно от кисело мляко – за да подпомогнат възстановяването на тъканите по естествен и ефективен начин.

EVs са специални частици, освободени от клетките. Те пренасят много важни съобщения между клетките, като протеини и генетичен материал. Тези естествени носители на съобщения са трудни за имитиране с изкуствено създадени материали. Ето защо учените сега се опитват да използват EVs по нови начини, за да помогнат на тялото да се самовъзстановява.

Екипът, ръководен от професор Сантяго Кореа и докторанта Артемис Маргаронис от Инженерния факултет на Колумбия, е открил начин да използва EVs не само като лечебни съставки, но и като градивни елементи в структурата на хидрогела.

Хидрогеловете са меки, подобни на желе материали, които могат да се инжектират в тялото, за да подпомогнат заздравяването. В този случай млечните EVs помагат за образуването на гела и същевременно му придават специални лечебни способности.

Публикация в списание Matter

Тяхната работа, публикувана в списание Matter, показва, че EVs от кисело мляко могат да се използват за образуване на здрав, но гъвкав хидрогел, който имитира истинска човешка тъкан. Този хидрогел може да се инжектира директно в наранените зони, където насърчава клетките да растат и да възстановяват уврежданията. Най-хубавото е, че не са необходими никакви добавени химикали, за да действа.

„Този проект започна с един прост въпрос – как можем да изградим хидрогелове с помощта на EVs?“ – казва професор Кореа. „EVs от кисело мляко се оказаха изненадващо ефективно решение и се оказа, че имат собствена лечебна сила.“

Изследователският екип работи с учени от Университета в Падуа, Италия, включително д-р Елиса Чимета и докторанта Катерина Пиунти.

Екипът от Падуа предоставя опит в събирането на EVs от селскостопански източници, докато лабораторията на Кореа допринася с експертни познания в областта на наноматериалите и полимерите. Заедно те създават мощен нов материал, като комбинират познания от различни области.

Обещаващи резултати

Платформата на хидрогела е тествана и с EVs от други източници, като например клетки от бозайници и бактерии. Тези тестове показват, че хидрогелната система е гъвкава и може да работи с много различни видове EVs. Това я прави полезна за широк спектър от медицински приложения, включително зарастване на рани и възстановяване на тъкани.

При ранни тестове върху животни хидрогелът с EVs от кисело мляко не показва признаци на причиняване на вреда. Вместо това той подпомага образуването на нови кръвоносни съдове само за една седмица, което е ключова част от процеса на оздравяване. Хидрогелът също така създава среда, която насърчава противовъзпалителните имунни клетки, които могат да помогнат за намаляване на болката и ускоряване на възстановяването.

Тъй като се инжектира, хидрогелът може да бъде поставен точно там, където е необходим в тялото. Освен това с течение на времето той бавно освобождава лечебни сигнали от EVs, което подпомага дългосрочната регенерация на тъканите.

„Този материал прави нещо повече от просто запълване на рана – той помага на тялото да се излекува по начина, по който е създадено да се лекува“, казва Маргаронис. „Този вид пробив е това, което прави биомедицинските изследвания толкова вълнуващи.“

Изследователите смятат, че това откритие може да доведе до нови лечения в регенеративната медицина, особено при наранявания, които трудно се лекуват с настоящите методи. Те планират да продължат да проучват как хидрогелът взаимодейства с имунната система и как може да бъде адаптиран за употреба при хора.