ไฮโดรเจลที่มีเปปไทด์มีแนวโน้มในการซ่อมแซมเนื้อเยื่อและอวัยวะ

การผสมผสานความแม่นยำทางชีวการแพทย์เข้ากับวิศวกรรมที่ได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ ทีมที่นำโดยมหาวิทยาลัยออตตาวา ได้สร้างวัสดุที่มีลักษณะคล้ายเยลลี่ซึ่งมีศักยภาพมหาศาลในการซ่อมแซมอวัยวะและเนื้อเยื่อที่เสียหายในร่างกายมนุษย์ได้อย่างรวดเร็ว

การวิจัยล้ำสมัยที่นำโดย Dr. Emilio I. Alarcon รองศาสตราจารย์คณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยออตตาวา อาจส่งผลกระทบต่อชีวิตของผู้คนหลายล้านคนในอนาคตด้วยเปปไทด์ไฮโดรเจลที่สามารถปิดบาดแผลที่ผิวหนัง และช่วยรักษาโรคหัวใจที่เสียหายได้ กล้ามเนื้อและซ่อมแซมกล้ามเนื้อหัวใจที่เสียหาย กระจกตา

“เราใช้เปปไทด์เพื่อสร้างโซลูชั่นในการรักษาโรค ทีมงานได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติเพื่อพัฒนาวิธีแก้ปัญหาง่ายๆ สำหรับการปิดแผลและการซ่อมแซมเนื้อเยื่อ” ดร. อลาร์คอน นักวิทยาศาสตร์และผู้อำนวยการกลุ่มโซลูชั่นด้านวิศวกรรมชีวภาพและการบำบัด (BEaTS) แห่งสถาบันหัวใจมหาวิทยาลัยออตตาวา กล่าว ซึ่งเป็นผู้บุกเบิกการวิจัยด้าน การพัฒนาวัสดุใหม่ที่มีความสามารถในการสร้างเนื้อเยื่อใหม่

เปปไทด์เป็นโมเลกุลที่พบในสิ่งมีชีวิต และไฮโดรเจลเป็นวัสดุที่เป็นน้ำซึ่งมีเนื้อสัมผัสคล้ายเยลลี่ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์สำหรับวัตถุประสงค์ในการรักษาโรค

แนวทางที่ใช้ในการศึกษานี้ เผยแพร่ใน Advanced Functional Materials และดำเนินการร่วมกับ Dr. Erik Suuronen และ Dr. Mark Ruel นั้นมีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ไฮโดรเจลส่วนใหญ่ที่ศึกษาในด้านวิศวกรรมเนื้อเยื่อเป็นวัสดุที่ได้มาจากสัตว์และเป็นวัสดุจากโปรตีน แต่วัสดุชีวภาพที่สร้างขึ้นโดยทีมงานที่ทำงานร่วมกันนั้นได้รับการเสริมด้วยเปปไทด์ที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม ทำให้สามารถนำไปใช้ในการปฏิบัติงานทางคลินิกได้มากขึ้น

ดร. Ruel ศาสตราจารย์ในภาควิชาเวชศาสตร์เซลล์และโมเลกุลที่คณะแพทยศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยออตตาวาและเป็นประธานการวิจัยในภาควิชาศัลยศาสตร์หัวใจที่สถาบันหัวใจแห่งมหาวิทยาลัยออตตาวากล่าวว่าผลการวิจัยนี้อาจปฏิวัติวงการได้ หน้า>

“แม้จะมีวิวัฒนาการมานับพันปี การตอบสนองของมนุษย์ต่อการสมานแผลยังคงไม่สมบูรณ์” ดร. รูเอลกล่าว “เราเห็นรอยแผลเป็นที่ผิดปกติตั้งแต่แผลที่ผิวหนัง อาการบาดเจ็บที่ตา และการซ่อมแซมหัวใจหลังกล้ามเนื้อหัวใจตาย แพทย์ Alarcon, Suuronen และทีมงานคนอื่นๆ ให้ความสำคัญกับปัญหานี้มาเกือบสองทศวรรษแล้ว การตีพิมพ์ของ Dr. Alarcón ในหัวข้อ Advanced Functional Materials แสดงให้เห็นถึงวิธีใหม่ในการรักษาบาดแผล การรักษาอวัยวะ และแม้แต่รอยแผลเป็นขั้นพื้นฐานหลังการผ่าตัด ซึ่งสามารถจัดการในการรักษาได้มากขึ้น ดังนั้นจึงปรับให้เหมาะสมกับสุขภาพของมนุษย์"

เปปไทด์สังเคราะห์สำหรับการซ่อมแซมเนื้อเยื่ออ่อนทันที วัสดุการใช้งานขั้นสูง (2024) ดอย: 10.1002/adfm.202402564

แท้จริงแล้ว สิ่งสำคัญคือความสามารถในการปรับเปลี่ยนวัสดุชีวภาพเปปไทด์ ไฮโดรเจลของทีมมหาวิทยาลัยออตตาวาได้รับการออกแบบให้ปรับแต่งได้ ทำให้วัสดุที่ทนทานนี้สามารถนำไปปรับใช้กับเนื้อเยื่อได้หลากหลายประเภท โดยพื้นฐานแล้ว สูตรที่มีสององค์ประกอบสามารถปรับแต่งเพื่อเพิ่มการยึดเกาะหรือลดส่วนประกอบอื่นๆ ขึ้นอยู่กับส่วนของร่างกายที่ต้องการการซ่อมแซม

“เราประหลาดใจมากกับการใช้งานที่หลากหลายที่วัสดุของเราสามารถทำได้” Dr. Alarcon กล่าว “เทคโนโลยีของเรานำเสนอโซลูชันแบบครบวงจรที่ปรับแต่งได้ขึ้นอยู่กับเนื้อเยื่อเป้าหมาย”

ดร. Alarcon ยังตั้งข้อสังเกตอีกว่าข้อมูลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าผลการรักษาของไฮโดรเจลเลียนแบบชีวภาพมีประสิทธิผลสูง และการใช้งานก็ง่ายกว่าและคุ้มค่ากว่าวิธีการสร้างใหม่อื่นๆ อย่างมาก

วัสดุได้รับการพัฒนาด้วยต้นทุนต่ำและอยู่ในรูปแบบที่ปรับขนาดได้ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานด้านชีวการแพทย์ขนาดใหญ่จำนวนมาก ทีมงานยังได้พัฒนาระบบคัดกรองที่รวดเร็วซึ่งช่วยลดต้นทุนการพัฒนาและเวลาในการทดสอบลงอย่างมาก

“การลดต้นทุนและเวลาลงอย่างมากนี้ไม่เพียงแต่ทำให้วัสดุของเราใช้งานได้ในเชิงเศรษฐกิจมากขึ้นเท่านั้น แต่ยังเพิ่มศักยภาพในการใช้งานทางคลินิกอีกด้วย” Dr. Alarcon กล่าว

ขั้นตอนต่อไปสำหรับทีมวิจัยคืออะไร? พวกเขาจะทำการทดลองในสัตว์ขนาดใหญ่เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับการทดสอบในมนุษย์ จนถึงปัจจุบัน มีการทดสอบหัวใจและผิวหนังในสัตว์ฟันแทะ และการทำงานของกระจกตาได้ดำเนินการนอกร่างกาย