Francuski hydrożel
Izabela Klauza | 2008-04-06
Powszechnie znany hydrożel to nic innego jak substancja koloidowa zawieszona w środowisku wodnym, co ma wszelakie zastosowanie np. w przemyśle kosmetycznym. Forma zmodyfikowana hydrożelu, w postaci wielu warstw może okazać się bardzo pożyteczna w dziale medycyny transplantacyjnej. Największą zaletą nowo powstałego żelu jest to, że może on być używany jako bioreaktor.
Hydrożel jest to substancja koloidowa zawieszona o ośrodku wodnym, zawartość wody w takim układzie stanowi ok. 99%. Powszechnie znany hydrożel używany w przemyśle spożywczym jak i kosmetycznym zbudowany jest z polisacharydów zawieszonych w wodzie. Stosowany powierzchniowo zawierający np. liposomy z substancją aktywną, usprawnia proces wchłaniania oraz odpowiednie ukierunkowanie działania danej substancji.
Z medycznego punktu widzenia hydrożel może mieć bardzo duże zastosowanie, w zależności czym będzie faza rozproszona. Może być użyty jako „rusztowanie” dla komórek, co w całości służy jako model tkankowy. Naukowcy z francuskich placówek naukowych: tj. University of Lyon, University of Saint-Etienne czy Insa Lyon udoskonalili genezę hydrożelu nadając mu charakter wielowarstwowy, co może być wykorzystane do „budowania” takiego typu tkanek jak ma to miejsce w skórze czy żyłach. Badania zostały opublikowane 6 marca na łamach miesięcznika Nature.
Powstanie hydrożelu o strukturze wielowarstwowej było możliwe tylko przy osiągnięciu równowagi między faza hydrofobową i hydrofilną. Etap narodzin hydrożelu o strukturze „cebuli” (nazwanej tak przez samych wynalazców) był wielostopniowy. Balans między fazami hydrofobową i hydrofilną udało się uzyskać za pomocą reorganizacji łańcuchów bocznym polisacharydów, które tworzą polimery budujące hydrożel.
Komórka żywa w swojej zawartości posiada ponad 90 % wody. Komórki zaś tworzą tkanki, najczęściej o strukturze warstwowej, gdzie przemieszczenie w obrębie warstwy oraz między warstwami jest niemożliwe. Taka obserwacja była inspiracją do stworzenia wielowarstwowego hydrożelu.
Tak zbudowany hydrożel daje możliwość hodowli komórkowej w przestrzeni międzywarstowej, co w konsekwencji prowadzi do powstania warstwowej tkanki, jak to jest w przypadku żył lub skóry. Przykładowo naukowcy założyli hodowlę komórkową chondrocytów pomiędzy membranami. Wynik był bardzo obiecujący. Po ośmiu miesiącach komórki tkanki chrzęstnej (chondrocyty) proliferowały bez przekształcenia się w fibroblasty. W konsekwencji utworzono tkankę bardzo podobną do chrzęstnej, daje to szanse utworzenia tkanki In vitro.
Projekt francuskich naukowców może być bardzo obiecującym wynalazkiem, nie tylko dla celów naukowych, ale przede dla medycyny. Taki wielowarstwowy hydrożel wraz z hodowlą komórek w swoim wnętrzu może być użyty bezpośrednio jako implant. Co więcej sporym krokiem na przód w dziedzinie bioreaktorów.
Tak zbudowany hydrożel daje możliwość hodowli komórkowej w przestrzeni międzywarstowej, co w konsekwencji prowadzi do powstania warstwowej tkanki, jak to jest w przypadku żył lub skóry.
(Foto: Sébastien Ladet, Laurent David & Alain Domard, Nature 452, 76-79(6 March 2008))
Źródło:
Multi-membrane hydrogels; Sébastien Ladet, Laurent David, Alain Domard, Nature, 06.03.2008.