Kimya, fizik, biyoloji ve mühendislik bilgilerini birleştiren McGill Üniversitesi’nden bilim insanları, rejeneratif tıpta büyük bir ilerlemeye işaret kalbi, kasları ve ses tellerini onarmak için yeterince sağlam bir biyomateryal geliştirdiler.
“Kalp hasarından kurtulan insanlar genellikle uzun ve zorlu bir yolculukla karşı karşıya kalırlar. Kalp atışları sırasında dokuların sürekli hareketliliğe dayanması gerektiği için iyileşme zordur. Aynısı ses telleri için de geçerlidir. Şimdiye kadar bu iş için yeterince güçlü, enjekte edilebilir bir malzeme yoktu.” Diyor McGill Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü’nde doktora adayı olan Guangyu Bao.
Profesör Luc Mongeau ve Yardımcı Doçent Jianyu Li liderliğindeki ekip, yara onarımı için yeni bir enjekte edilebilir hidrojel geliştirdi. Hidrojel, hücrelerin yaşaması ve büyümesi için yer sağlayan bir tür biyomateryaldir. Vücuda enjekte edildikten sonra biyomateryal, canlı hücrelerin büyümesine veya yaralı organları onarmak için geçmesine izin veren stabil, gözenekli bir yapı oluşturur.
Guangyu Bao, “Sonuçlar umut verici ve bir gün yeni hidrojelin, mesela gırtlak kanserinden kurtulanlar gibi ses telleri hasar görmüş kişilerin sesini düzeltmek için bir implant olarak kullanılacağını umuyoruz” diyor.
Test Aşaması
Bilim insanları, hidrojellerinin dayanıklılığını, insan ses tellerinin ekstrem biyomekaniğini simüle etmek için geliştirdikleri bir makinede test ettiler. Diğer standart hidrojeller parçalara ayrılarak yükün stresiyle baş edemezken, 6 milyondan fazla döngü boyunca saniyede 120 kez titreşen yeni biyomateryal bozulmadan kaldı.
“Materyalin testte mükemmel çalıştığını görmek bizi çok heyecanlandırdı. Çalışmamızdan önce, aynı anda hem yüksek gözenekliliğe hem de tokluğa sahip enjekte edilebilir hidrojeller yoktu. Bu sorunu çözmek için formülümüze gözenek oluşturucu bir polimer ekledik” diyor Guangyu Bao.
Bilim insanları, bu inovasyonun ilaç dağıtımı, doku mühendisliği ve ilaç taraması için model dokuların oluşturulması gibi diğer uygulamalar için de yeni yollar açtığını söylüyor. Ekip, COVID-19 ilaçlarını test etmek amacıyla akciğerler oluşturmak için hidrojel teknolojisini bile kullanmayı düşünüyor.
Biyomalzemeler ve Kas-İskelet Sağlığı Kanada Araştırma Başkanı Profesör Jianyu Li, “Çalışmamız, benzeri görülmemiş performansa sahip yeni biyomalzemeler yaratmada malzeme bilimi, makine mühendisliği ve biyomühendisliğin sinerjisini vurguluyor. Bunları kliniğe çevirmeyi dört gözle bekliyoruz” dedi.
Kaynak: Sareh Taheri, Guangyu Bao, Zixin He, Sepideh Mohammadi, Hossein Ravanbakhsh, Larry Lessard, Jianyu Li, Luc Mongeau. Aşırı Biyomekanik Uyarımlara Dayanıklı Enjekte Edilebilir, Gözenek Oluşturan, Perfüze Edilebilir Çift Ağ Hidrojeller. İleri Bilim, 2021; 2102627 DOI: 10.1002/advs.202102627
