Các nhà sinh học của Đại học Rice đang sử dụng một loại kỹ thuật giống như các ngư dân thường dùng để câu cá, họ dùng các phân tử sinh học trong mạng hygrogel để thu hút các tế bào gốc siêu nhỏ. Nghiên cứu này được kì vọng sẽ gieo mầm cho sự phát triển của mô mới để chữa lành vết thương.

Ảnh: Hydrogel được phát triển tại Đại học Rice kết hợp các liên kết chéo có thể kết hợp các phân tử hoạt tính sinh học và giúp chữa lành nhiều vết thương.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển các hydrogel dạng mô-đun, được tăng cường bởi các phân tử hoạt tính sinh học bên trong các liên kết ngang hóa học tạo ra cấu trúc gel.

Hydrogel dùng để chữa bệnh cho đến nay đã trơ về mặt sinh học và đòi hỏi các yếu tố tăng trưởng và các phân tử tương thích sinh học khác được thêm vào hỗn hợp. Quá trình mới làm cho các phân tử thiết yếu này trở thành một phần của hydrogel, đặc biệt là các liên kết chéo cho phép vật liệu giữ cấu trúc của nó khi bị nở ra khi tiếp xúc với nước.

Các hydrogel hoạt động tùy chỉnh là tốt nhất trong tất cả các loại, và chúng có thể được phòng thí nghiệm trộn ở nhiệt độ phòng để sử dụng ngay lập tức. Điều này quan trọng không chỉ vì dễ chuẩn bị và tổng hợp, mà còn bởi vì các phân tử này có thể mất hoạt tính sinh học khi chúng bị nóng. Đây là vấn đề lớn nhất đối với sự phát triển của vật liệu sinh học phụ thuộc vào nhiệt độ cao hoặc sử dụng dung môi hữu cơ.

Các thí nghiệm với sụn và sinh khối xương cho thấy các liên kết ngang làm từ polymer hòa tan có thể liên kết các peptide nhỏ hoặc các phân tử lớn, như các thành phần ma trận ngoại bào đặc hiệu của mô, chỉ đơn giản bằng cách trộn chúng vào nước với chất xúc tác. Khi gel được bơm phồng lên để lấp đầy khoảng trống do khiếm khuyết mô, các phân tử nhúng có thể tương tác với các tế bào gốc trung mô cơ thể, kéo chúng vào để phát triển mới. Khi mô bản địa cư trú trong khu vực, hydrogel có thể xuống cấp và cuối cùng biến mất.

Với các hydrogel trước đây, các nhà khoa học thường cần phải có một hệ thống thứ cấp để cung cấp các phân tử sinh học để sản xuất sửa chữa mô một cách hiệu quả. Trong trường hợp này, lợi thế lớn là họ có thể kết hợp trực tiếp các phân tử sinh học đó vào mô cụ thể ngay vào chính liên kết chéo. Sau đó, một khi được tiêm hydrogel, các phân tử sinh học ở đúng nơi chúng cần. Chất xúc tác đặc biệt này hoạt động trong tất cả các điều kiện - cụ thể là trong các điều kiện áp suất thấp, nước và thuận lợi cho các phân tử sinh học.

P.T.T (NASATI), theo https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=52934.php, 06/5/2019