과학자들은 처음으로 새로운 가교제를 통해 조직 특이적 생리 활성 분자를 미리 통합하는 주사 가능한 하이드로겔을 만들었습니다. 설명된 하이드로겔은 조직 공학에서 사용에 대한 강력한 잠재력을 가지고 있습니다
조직 공학은 자연 조직과 유사한 특성을 갖는 XNUMX차원 세포 구조인 조직 및 장기 대체물의 개발입니다. 조직 공학 이러한 생물학적 활성 스캐폴드를 사용하여 조직 기능을 복원, 보존 또는 향상시키는 것을 목표로 합니다. 인조 하이드로 겔 중합체는 고유한 구성 및 천연 세포외 기질과의 구조적 유사성으로 인해 이러한 기계적 스캐폴드를 제공하는 유망한 후보로 환영받고 있습니다. 하이드로겔은 조직 환경을 모방하고 하이드로겔의 가교제는 엄청난 양의 물을 흡수한 경우에도 물질이 구조를 유지하는 데 도움이 됩니다. 그러나 현재 사용 가능한 하이드로겔은 생물학적으로 불활성이므로 적절한 생물학적 기능을 구동하기 위해 단독으로 작용할 수 없습니다. 그들은 호환 가능한 생체 분자(예: 성장 인자, 접착 리간드)를 추가해야 하이드로겔의 필수적인 부분이 됩니다.
11월 XNUMX일자에 발표된 연구에서 과학의 발전, 과학자들은 팽윤된 생리활성 하이드로겔을 생성하기 위해 하이드로겔 폴리머의 가교를 위해 PdBT(생분해성 화합물)라는 가교제를 사용하는 새로운 모듈형 주사 가능한 하이드로겔을 개발했습니다. PdBT는 생체 활성 분자를 하이드로겔의 화학적 가교제에 고정시켜 통합합니다. 특정 생체 분자는 실온에서 PdBT와 간단히 혼합될 수 있으며 그렇게 함으로써 생체 활성 분자는 하이드로겔의 통합된 부분이 됩니다. 최초로 개발된 이러한 시스템은 상온에서 조직 특이적 생체분자에 결합하여 추후 XNUMX차 주사나 시스템이 필요 없이 기능화하는 능력을 가지고 있다.
추가된 생체 분자는 하이드로겔에 고정된 상태로 유지되며 표적 조직에 직접 제공될 수 있습니다. 이것은 불활성화 또는 중복 조직 성장과 같은 바람직하지 않은 결과를 피하는 표적 영역 외부 영역으로의 확산을 방지합니다. 연골 관련 소수성 N-cadherin 펩타이드와 친수성 골형성 단백질 펩타이드, 연골 유래 글리코사미노글리칸인 콘드로이틴 설페이트를 혼입하여 기능성을 부여하여 특정 PdBT 단량체를 사용하여 뼈와 연골에 대한 실험을 진행하였다. 이 하이드로겔 혼합물은 표적 조직에 직접 주입할 수 있습니다. 하이드로겔에 포함된 생체 분자는 신체의 숙주 조직의 중간엽 줄기 세포와 접촉하고 "유인"하여 표적 부위에 추가되어 '씨앗'을 하거나 새로운 성장을 시작합니다. 새로운 조직이 성장하면 하이드로겔이 분해되어 사라집니다.
현재 연구에 설명된 새로운 하이드로겔은 실온에서 즉시 사용할 수 있도록 준비할 수 있으며 다양한 조직에 따라 맞춤화할 수 있습니다. 간단한 준비 과정은 생물학적 활성에 영향을 미치기 때문에 이전 하이드로겔에서 문제였던 생체 분자의 열 분해를 방지합니다. 생체 활성 하이드로겔은 뼈, 연골, 피부 및 기타 조직을 재생하는 데 도움이 될 수 있습니다. 유리한 특성을 가진 주사 가능한 생체 활성 하이드로겔을 사용하는 이 새로운 기술은 조직 공학에 사용할 가능성이 높습니다.
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출처
Guo JL et al. 2019. 조직 공학을 위한 모듈식, 조직 특이적, 생분해성 하이드로겔 가교제. 과학 발전. 5(6). https://doi.org/10.1126/sciadv.aaw7396
