Naukowcy opracowali przełomowy materiał „biokooperacyjny” wykorzystujący krew, który nie tylko naprawia kości, ale także wspomaga naturalne procesy gojenia.
Ten nowy materiał, powstały w wyniku połączenia syntetycznych peptydów z krwią pacjenta, naśladuje własny krwiak regeneracyjny organizmu, potencjalnie przekształcając medycynę regeneracyjną dzięki spersonalizowanym terapiom, które wykorzystują i wzmacniają wrodzone zdolności organizmu do gojenia.
Materiały biokooperacyjne
Naukowcy opracowali przełomowy „biokooperacyjny” materiał pochodzący z krwi, który wykazał skuteczność w naprawie kości. Ta innowacja otwiera drzwi do spersonalizowanych terapii regeneracyjnych, które mogą zmienić sposób leczenia urazów i chorób.
Naukowcy z[{” attribute=”” tabindex=”0″ role=”link”>University of Nottingham’s Schools of Pharmacy and Chemical Engineering have utilized peptide molecules to guide key processes involved in the body’s natural tissue healing. These peptides were used to create living materials designed to enhance tissue regeneration. Their findings were published on November 14 in Advanced Materials.
The Healing Power of Blood
The human body is remarkably adept at healing small ruptures or fractures, thanks to an intricate natural process. This process begins with liquid blood forming a regenerative hematoma (RH)—a dynamic microenvironment rich in key cells, macromolecules, and factors essential for orchestrating tissue repair.
The team developed a self-assembling methodology where synthetic peptides are mixed with whole blood taken from the patient to create a material that harnesses key molecules, cells, and mechanisms of the natural healing process. In this way, it was possible to engineer regenerative materials capable of not only mimicking the natural RH, but also enhancing its structural and functional properties.
Postępowanie z materiałem peptydowo-krwi wykazującym jego integralność strukturalną i elastyczność. Źródło: Uniwersytet w Nottingham
Potencjał spersonalizowanych zastosowań medycznych
Materiały te można łatwo składać, manipulować, a nawet drukować w 3D, zachowując normalne funkcje naturalnej wilgotności względnej, takie jak normalne zachowanie płytek krwi, wytwarzanie czynników wzrostu i rekrutacja odpowiednich komórek ważnych dla gojenia. Dzięki tej metodzie zespół wykazał zdolność skutecznej naprawy kości w modelach zwierzęcych przy użyciu własnej krwi zwierzęcia.
Alvaro Mata, profesor inżynierii biomedycznej i biomateriałów w Szkole Farmacji oraz na Wydziale Inżynierii Chemicznej i Środowiska na Uniwersytecie w Nottingham, który kierował badaniem, powiedział: „Przez lata naukowcy przyglądali się syntetycznym podejściu do odtworzenia naturalne środowisko regeneracyjne, co okazało się trudne ze względu na jego wrodzoną złożoność. W tym przypadku przyjęliśmy podejście polegające na pracy z biologią, zamiast ją odtwarzać. To podejście „biospółdzielcze” otwiera możliwości opracowania materiałów regeneracyjnych poprzez wykorzystanie i udoskonalenie mechanizmów naturalnego procesu gojenia. Innymi słowy, nasze podejście ma na celu wykorzystanie mechanizmów regeneracyjnych, które wyewoluowaliśmy, jako etapów wytwarzania materiałów regeneracyjnych”.
Ekscytujące perspektywy przyszłych terapii
Współautorem badania jest dr Cosimo Ligorio z Wydziału Inżynierii Uniwersytetu w Nottingham, który mówi: „Możliwość łatwego i bezpiecznego przekształcania ludzkiej krwi w wysoce regeneracyjne implanty jest naprawdę ekscytująca. Krew jest praktycznie darmowa i można ją łatwo pozyskać od pacjentów w stosunkowo dużych ilościach. Naszym celem jest stworzenie zestawu narzędzi, do którego można będzie łatwo uzyskać dostęp i który będzie można wykorzystać w warunkach klinicznych, aby szybko i bezpiecznie przekształcić krew pacjentów w bogate, dostępne i dostrajalne implanty regeneracyjne”.
Odniesienie: „Biospółdzielcze materiały regeneracyjne poprzez wykorzystanie krzepnięcia krwi i samoorganizacji peptydów” autorstwa Soraya Padilla-Lopategui, Cosimo Ligorio, Wenhuan Bu, Chengcheng Yin, Domenico Laurenza, Carlos Redondo, Robert Owen, Hongchen Sun, Felicity RAJ Rose, Thomas Iskratsch i Alvaro Mata, 14 listopada 2024 r., Zaawansowane materiały.
DOI: 10.1002/adma.202407156
