水凝胶控制炎症,帮助愈合

莱斯,德克萨斯心脏研究所的科学家模拟了合成凝胶如何调节身体的炎症反应

休斯顿-(2019年12月16日水凝胶由莱斯大学生物工程师由分子合成的,离临床更近了一步。

Rice的研究人员和德克萨斯心脏研究所(THI)的合作者已经建立了一套可注射水凝胶的基线,有望帮助愈合伤口、运送药物和治疗癌症。关键的是,他们分析了化学性质不同的水凝胶是如何激发或不激发身体的炎症反应的。

图示显示了选择定制设计的肽水凝胶在控制炎症方面是多么有效。

Rice开发的水凝胶被设计成可注射的,并在理想的位置创建模拟细胞支架。当身体自然地将新的血管和细胞注入支架时,它们充当了占位符,支架随着时间的推移会降解,留下自然组织。水凝胶还可以携带化学或生物提示,决定支架的结构或与周围组织的亲和力。

这项研究由化学家生物工程师Jeffrey Hartgerink以及莱斯大学的研究生塔尼亚·洛佩兹-席尔瓦达伦·伍德赛德, THI的研究副总裁和流式细胞术和成像核心主任,证明了它应该是可以调整的多畴的肽水凝胶产生相应的炎症反应。

这项研究发表在生物材料

Hartgerink说:“我们多年来一直在研究基于肽的水凝胶,已经生产了大约100种不同类型的水凝胶。”“在这篇论文中,我们想要支持一点,并了解它们改变生物环境的一些基本方式。”

研究人员想具体了解合成水凝胶如何影响环境的炎症反应。这项为期两年的研究首次为测试各种生物相容性水凝胶引发的炎症反应水平提供了机会。

“通常,我们认为炎症是不好的,”哈特格林克说。“这是因为炎症有时与疼痛有关,而没有人喜欢疼痛。但炎症反应对伤口愈合和清除感染也非常重要。

“我们不想要零炎症;我们需要适当的炎症,”他说。“如果我们想治愈伤口,炎症是好的,因为它开始了重建血管的过程。它会招募所有可以再生到那个部位的细胞。”

莱斯大学(Rice University)和德克萨斯心脏研究所(Texas Heart institute)的研究人员测试了合成的生物相容性水凝胶样本,以观察调节它们如何影响身体的炎症反应。这种水凝胶正在被开发用于帮助愈合伤口、运送药物和治疗癌症。

实验室测试了四种基本的水凝胶类型——两种带正电荷,两种带负电荷——看看它们会引发什么样的炎症。他们发现带正电荷的水凝胶引发的炎症反应比带负电荷的水凝胶强烈得多。

“在阳性物质中,根据产生电荷的化学物质,我们可以产生强烈或中度的炎症反应,”哈特林克说。“如果你想要伤口愈合,你真的需要一个温和的反应,我们在四种材料中的一种中看到了这一点。

“但如果你想治疗癌症,较高的炎症反应可能更有效,”他说。“对于像药物传递这样的事情,炎症是没有帮助的,一种带负电荷的材料可能会更好。

“基本上,我们正在为了解如何围绕这些材料引发的炎症反应开发材料奠定基础。这将给我们最大的成功机会。”

THI团队通过多维度分析细胞对水凝胶的反应流式细胞术

伍德赛德说:“这项工作的结果奠定了基础,通过具有功能相关性和可预测的运载工具,专门定制治疗药物。”“除了提供药物,这些水凝胶还与多种细胞类型兼容。

他说:“目前干细胞疗法的一个问题是,过代转移的细胞不一定在注射部位停留大量。”“在注射前将这些相对惰性、带负电荷的水凝胶与干细胞混合,可能会克服这一限制。”

哈特林克说,这项工作是基础性的,不是针对特定的应用,但对将合成水凝胶应用于临床的长期目标很重要。哈特林克说:“我们一直在猜测关于这种材料的很多我们认为是好的和真实的东西,现在我们对它们为什么是真实的有了更多可靠的机械学理解。”

论文的共同作者是莱斯大学的研究生David Leach和校友I-Chi Li和THI研究员阿龙阿扎尔的

阅读文摘

美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)、韦尔奇基金会(Welch Foundation)、墨西哥国家科学技术委员会(Mexican National Council for Science and Technology)、美国国家科学基金会(National Science Foundation)和Stauffer-Rothrock Fellowship资助了这项研究。

传媒查询,请联络:

克里跳出来
832-355-9240
ksprung@texasheart.org


德克萨斯心脏研究所(THI),由世界著名的心血管外科医生Denton a . Cooley博士于1962年创立,是一个非营利组织,致力于通过研究、教育和改善病人护理的创新和进步项目,减少心血管疾病的毁灭性损失。有关THI的更多资料(@Texas_Heart)可于www.udkresources.com。
赖斯大学位于休斯顿一个占地300英亩的森林校园内,一直被《美国新闻与世界报道》列为美国排名前20的大学。莱斯拥有建筑、商业、继续研究、工程、人文、音乐、自然科学和社会科学等备受尊敬的学院,同时也是贝克公共政策研究所的所在地。莱斯大学有3962名本科生和3027名研究生,本科生与教师的比例略低于6比1。它的住宿学院体系建立了紧密的社区和终生的友谊,这也是为什么莱斯大学在种族/阶级互动方面排名第一,在《普林斯顿评论》(Princeton Review)的生活质量排名第四的原因之一。在Kiplinger的《个人理财》(Personal Finance)中,赖斯也被评为私立大学中最有价值的大学。

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