Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin

Гидрогелевые матрицы для формирования новых сосудов

Успешное применение методов регенеративной терапии часто требует выращивания в зоне повреждения функциональных кровеносных сосудов. Исследователи Технологического института Джорджии (г. Атланта), работающие под руководством профессора Андреса Гарсии (Andrés García), разработали метод, позволяющий решить эту проблему с помощью биосовместимых, разлагающихся в организме синтетических гидрогелей.

В рамках своей работы ученые модифицировали биохимические и механические свойства полиэтиленгликолевых матриц таким образом, чтобы новые сосуды могли формироваться как вокруг них, так и по всему объему полимера. Для этого они создали между цепочками полимера поперечные связи, обеспечивающие его стабильность и разрушающиеся под действием матриксных металлопротеиназ – ферментов, высвобождаемых клетками, заселяющими матрикс.

Для облегчения распространения по объему матрикса обеспечивающих ангиогенез эндотелиальных клеток и их взаимодействия между собой в гидрогель добавили адгезивные последовательности аминокислот.

В гель также ввели фактор роста сосудистого эндотелия (vascular endothelial growth factor, VEGF) – белок, стимулирующий рост кровеносных сосудов, причем высвобождение этого белка происходило только при разрыве поперечных связей цепочек полимера. При введении мелким животным растворимой формы VEGF его концентрация в организме снижалась равномерно; имплантация модифицированных гидрогелевых матриц обеспечивала поддержание постоянного уровня VEGF в течение двух дней, и только после этого его концентрация начинала постепенно снижаться.

Несмотря на то, что разница в скорости падения концентрации фактора роста была небольшой, изображения, полученные с помощью компьютерной томографии, показали, что спустя две недели после имплантации гидрогелевая матрица обеспечивала в шесть раз более высокую плотность вновь сформированных сосудов, чем введение растворимой формы VEGF. Еще через две недели этот показатель удваивался. Формируемая внутри и вокруг гидрогелевой матрицы сосудистая сеть была полностью функциональной. Введенное в аорту контрастное вещество беспрепятственно достигало новых сосудов, что свидетельствует об их интеграции в кровеносную систему организма. Гидрогель в организме постепенно деградировал и замещался нормальной тканью.

 
Гелевые матрицы через две (слева) и четыре (справа) недели после имплантации.
Сосудистая сеть постепенно прорастает в имплантат из окружающих тканей.

Авторы также разработали жидкий материал, способный под действием ультрафиолетового излучения превращаться в гель внутри организма. Такой материал можно с помощью минимально инвазивных методов вводить в глубокие ткани организма и заполнять им зону повреждения абсолютно любой формы.

Такой жидкий материал, содержащий VEGF, ввели мышам с индуцированной ишемией (нарушением кровоснабжения) одной ноги. Через семь дней кровоснабжение пораженной ноги у животных увеличилось в 1,5, а пораженной ступни – в 2 раза. Эти результаты были значительно лучше, чем результаты контрольных экспериментов, в которых животным вводили не разлагающийся в организме гидрогель или растворимые факторы роста.

Авторы считают, что такое выраженное восстановление кровотока обусловлено медленным высвобождением депонированного в матрице фактора роста, происходящим по мере разложения гидрогеля.

В настоящее время уже ведутся дополнительные испытания, целью которых является оценка пригодности нового метода в качестве средства лечения заболеваний периферических артерий и ишемической болезни сердца. В будущем авторы планируют протестировать возможность внедрения в гидрогель большего количества VEGF или его комбинации с другими факторами роста с целью получения еще более выраженного заживляющего действия.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Georgia Institute of Technology: «Growing Blood Vessels: Bioengineered Materials Promote the Growth of Functional Vasculature, New Study Shows».

25.12.2009

Читать статьи по темам:

регенерация тканевая инженерия Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Нервы из вирусов

Вирусы могут восстановить работоспособность нервной ткани и рано или поздно будут применяться для лечения больных с повреждениями спинного мозга.

читать

Нанопленка для регенерации хряща

В результате подбора оптимальной формы поверхности и параметров электростимуляции скорость формирования ткани хряща на основе из новой нанопленки удалось увеличить более чем в три раза.

читать

Стволовые клетки спасают от ампутации

Попытки вылечить пациента со сложным открытым переломом ноги, осложнившимся инфекцией, не удались, и единственной альтернативой ампутации было экспериментальное лечение собственными стволовыми клетками.

читать

Травму спинного мозга вылечат наномицеллы?

Эксперименты на животных подтвердили эффективность применения мицелл для восстановления способности аксонов проводить электрический сигнал к спинному мозгу у парализованных животных.

читать

Саморемонт мозга

Поврежденная часть мозга не способна отрасти заново. Но мозг иногда оказывается в состоянии преобразовать имеющуюся ткань, сформировав уникальные структуры и проложив новые нервные пути.

читать

Индуцированные плюрипотентные стволовые клетки против инфаркта

Исследование проводилось на мышах. Это была первая попытка использовать индуцированные плюрипотентные клетки (iPS) для лечения сердца.

читать