Kwaśne produkty

Kwaśne produkty degradacji mogą wywoływać miejscowy stan zapalny tkanki, jak również wpływać na żywotność przeszczepionych komórek. Większości tych wad nie mają nowsze syntetyczne hydrożele, których struktura bardzo przypomina naturalną substancję zewnątrzkomórkową. Niemniej hydrożele pozbawione są chemicznych właściwości typowych dla białek naturalnej macierzy zewnątrzkomórkowej, takich jak kolagen, które dostarczają komórkom ważnych sygnałów dotyczących funkcjonowania. Dlatego sam kolagen, a także inne białka macierzy, na przykład fibronektyna, były testowane jako materiał do wytwarzania podłoży. Białka te zawierają aminokwasy, do których żyjące komórki łatwo przylegają, pod względem mechanicznym nie stanowią jednak wystarczającej podpory dla dużej ich liczby, a poza tym kolagen jest wyjątkowo szybko trawiony przez enzymy wydzielane przez organizm.

Dodatkowo białka, w zależności od pochodzenia, mogą wywołać reakcję immunologiczną i zostać przez organizm odrzucone. Naraziłoby to pacjentów na dodatkowe niebezpieczeństwo i jeszcze bardziej pogorszyło jakość ich życia. Z tego względu zdecydowaliśmy się zbudować podłoże złożone z innego naturalnego polimeru: wielocukru zwanego kwasem alginowym, otrzymywanego z alg3. Alginian jest biokompatybilny a więc nie wywołuje reakcji immunologicznych. Kiedy specjalny rodzaj alginianu rozpuścimy w wodzie, a następnie poddamy działaniu dodatnio naładowanych jonów wapnia, jego cząstki połączą się krzyżowo, przekształcając się w zawierający 98% wody hydrożel o galaretowatej konsystencji i sprężystych właściwościach, podobny do naturalnej substancji zewnątrzkomórkowej. Zanim użyliśmy tego hydro żelowego alginianu jako podłoża, musieliśmy nadać mu kształt i wewnętrzną strukturę oraz zwiększyć wytrzymałość mechaniczną, aby bez deformacji utrzymał ciężar hodowanych na nim komórek.

W tym celu wymyśliliśmy nową technikę żelowania alginianu, opartą na podstawowych zasadach inżynierii. Zaczęliśmy od umieszczania roztworu alginianu w różnych formach, a następnie mroziliśmy go, używając trzech różnych metod schładzania. Każda z nich pozwalała uzyskać inny gradient temperatury w mrożonym roztworze. Strukturę wszystkich zamrożonych próbek tworzyły kryształki lodu porozdzielane cienkimi ściankami z alginianu. Kiedy usunęliśmy te kryształki przez liofilizację (wykorzystując zjawisko sublimacji), uzyskaliśmy podłoże przypominające gąbkę, którego drobniutkie pory były odzwierciedleniem kształtu kryształków lodu. Tak jak podejrzewaliśmy, okazało się, że stosując różne metody mrożenia, można wpływać na gęstość porów, ich rozmiar i kierunek oraz liczbę połączeń między nimi.

You may also like