Mikroskopijna gąbka nośnikiem leków i komórek macierzystych

Bioinżynierowie z Uniwersytetu Harvarda zbudowali żelową gąbkę, którą można wytwarzać w dowolnym kształcie i wypełniać lekami lub komórkami macierzystymi, co zmniejsza ich rozmiar i pozwala na podawanie przez zastrzyk. Po wprowadzeniu nasyconej gąbki do wnętrza organizmu wraca ona do pierwotnego kształtu i stopniowo uwalnia zawarty w niej „ładunek" a następnie ulega bezpiecznej degradacji.

Żel na bazie wodorostów składający się ze związków alginowych jest główny składnikiem gąbki zbudowanej jako struktura o dużych porach, do której wnętrza może się dostawać ciecz zawierająca duże cząsteczki chemiczne oraz żywe komórki. Ponadto w samej strukturze żelu można umieścić białka i leki, które stopniowo wraz z degradacją żelu uwalniane są do organizmu. Dotychczas nie było problemu, aby wprowadzić żel do organizmu, jednak nie miał on w swojej strukturze żadnych większych cząsteczek.

Gąbka wytwarzana jest w procesie kriożelowania, czyli zamrażania. W czasie gdy woda w mieszaninie soli alginowych zaczyna zamarzać tworzą się czyste kryształy, co sprawia, że otaczający żel jest bardziej zatężony. W następnym etapie kryształy są rozpuszczane pozostawiając porowatą sieć żelu. Dobierając skład mieszaniny i czas zamrażania można otrzymać żel o bardzo dobrych właściwościach mechanicznych przy dużej ściśliwości, co jest odmienne od dotychczas znanych żelach alginowych, które są kruche. Możliwości żelu zademonstrowano wstrzykując różne mikroskopijne elementy za pomocą strzykawki.

Otrzymane w ten sposób żele mogą być stosowane w odbudowie tkanek, wypełnianiu ubytków skóry, dostarczaniu leków i immunoterapii. Ponadto możliwość powrotu do poprzedniego kształtu, może być użyteczna przy aplikacjach, gdzie konieczne jest podawanie substancji odbudowujących tkankę do określonego miejsca, do którego mogą dostawać się tylko obiekty o określonym kształcie.

W kolejnych etapach badań naukowcy skupią się na ulepszeniu procesu degradacji żelowego rusztowania, tak aby zanikało ono z tą samą szybkością, z jaką odbudowywana jest żywa tkanka. Biuro Technologii Uniwersytetu Harvarda jest obecnie w trakcie patentowania i komercjalizacji opracowanego żelu.

(pj)