वैज्ञानिकों ने पहली बार एक इंजेक्शन योग्य हाइड्रोजेल बनाया है जो पहले से उपन्यास क्रॉसलिंकर्स के माध्यम से ऊतक-विशिष्ट बायोएक्टिव अणुओं को शामिल करता है। वर्णित हाइड्रोजेल में ऊतक इंजीनियरिंग में उपयोग की प्रबल संभावना है
ऊतक इंजीनियरिंग ऊतक और अंग के विकल्प का विकास है - त्रि-आयामी सेलुलर निर्माण - जिसमें प्राकृतिक ऊतकों के समान गुण होते हैं। ऊतक अभियांत्रिकी इन जैविक रूप से सक्रिय मचानों का उपयोग करके ऊतक कार्यों को बहाल करना, संरक्षित करना या बढ़ाना है। कृत्रिम हाइड्रोजेल पॉलिमर को उनकी अनूठी संरचना और प्राकृतिक बाह्य मैट्रिक्स के साथ संरचनात्मक समानता के कारण इस तरह के यांत्रिक मचान प्रदान करने के लिए आशाजनक उम्मीदवारों के रूप में स्वागत किया गया है। हाइड्रोजेल ऊतक के वातावरण की नकल करते हैं और हाइड्रोजेल में क्रॉसलिंकर सामग्री को इसकी संरचना को बनाए रखने में मदद करते हैं, भले ही उसने भारी मात्रा में पानी को अवशोषित कर लिया हो। हालाँकि, वर्तमान में उपलब्ध हाइड्रोजेल जैविक रूप से निष्क्रिय हैं और इस प्रकार एक उपयुक्त जैविक कार्य को चलाने के लिए स्टैंडअलोन कार्य नहीं कर सकते हैं। उन्हें संगत जैव-अणुओं (उदाहरण के लिए वृद्धि कारक, चिपकने वाले लिगैंड) को जोड़ने की आवश्यकता होती है, जिससे वे हाइड्रोजेल का एक अनिवार्य हिस्सा बन जाते हैं।
11 जून को प्रकाशित एक अध्ययन में विज्ञान अग्रिमवैज्ञानिकों ने एक नया मॉड्यूलर इंजेक्टेबल हाइड्रोजेल विकसित किया है जो पीडीबीटी नामक एक क्रॉसलिंकर का उपयोग करता है - एक बायोडिग्रेडेबल यौगिक - हाइड्रोजेल पॉलिमर के क्रॉसलिंकिंग के लिए एक सूजन, बायोएक्टिव हाइड्रोजेल बनाने के लिए। पीडीबीटी हाइड्रोजेल में रासायनिक क्रॉसलिंकर्स में लंगर डालकर बायोएक्टिव अणुओं को शामिल करता है। विशिष्ट जैव-अणुओं को केवल कमरे के तापमान पर पीडीबीटी के साथ मिश्रित किया जा सकता है और ऐसा करने से जैव सक्रिय अणु हाइड्रोजेल का एक एकीकृत हिस्सा बन जाते हैं। पहली बार विकसित इस तरह की प्रणाली में कमरे के तापमान पर ऊतक-विशिष्ट जैव-अणुओं को बांधने की क्षमता होती है ताकि बाद में किसी भी माध्यमिक इंजेक्शन या सिस्टम की आवश्यकता के बिना कार्यात्मक हो सके।
जोड़ा गया बायोमोलेक्यूल्स हाइड्रोजेल से जुड़ा रहता है और इसे सीधे लक्ष्य ऊतक में प्रस्तुत किया जा सकता है। यह निष्क्रियता या अनावश्यक ऊतक वृद्धि जैसे अवांछित परिणामों से बचने के लक्ष्य क्षेत्र के बाहर के क्षेत्र में प्रसार को रोकता है। उपास्थि से जुड़े हाइड्रोफोबिक एन-कैडरिन पेप्टाइड और एक हाइड्रोफिलिक हड्डी मॉर्फोजेनेटिक प्रोटीन पेप्टाइड, और एक उपास्थि-व्युत्पन्न ग्लाइकोसामिनोग्लाइकन, चोंड्रोइटिन सल्फेट को शामिल करके कार्यक्षमता जोड़कर विशिष्ट पीडीबीटी मोनोमर्स का उपयोग करके हड्डी और उपास्थि पर प्रयोग किए गए थे। इस हाइड्रोजेल मिश्रण को सीधे लक्ष्य ऊतक में इंजेक्ट किया जा सकता है। हाइड्रोजेल में शामिल बायोमोलेक्यूल्स मेजबान ऊतक के शरीर के मेसेनकाइमल स्टेम कोशिकाओं के संपर्क में आते हैं और उन्हें "लालच" करते हैं ताकि वे लक्ष्य क्षेत्र में 'बीज' में जुड़ जाएं या नई वृद्धि शुरू करें। एक बार जब नया ऊतक बढ़ता है, तो हाइड्रोजेल खराब हो जाता है और गायब हो जाता है।
वर्तमान अध्ययन में वर्णित नया हाइड्रोजेल तत्काल उपयोग के लिए कमरे के तापमान पर तैयार किया जा सकता है और विभिन्न ऊतकों के लिए तदनुसार अनुकूलित किया जा सकता है। सीधी तैयारी प्रक्रिया बायोमोलेक्यूल्स के थर्मल क्षरण को रोकती है जो पिछले हाइड्रोजेल के साथ एक मुद्दा रहा है क्योंकि यह उनकी जैविक गतिविधि को प्रभावित करता है। बायोएक्टिव हाइड्रोजेल हड्डी, उपास्थि, त्वचा और अन्य ऊतकों को पुन: उत्पन्न करने में मदद कर सकता है। अनुकूल गुणों वाले एक इंजेक्टेबल बायोएक्टिव हाइड्रोजेल का उपयोग करने वाली यह नई तकनीक ऊतक इंजीनियरिंग में उपयोग के लिए एक मजबूत क्षमता है।
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स्रोत (रों)
गुओ जेएल एट अल। 2019 5 ऊतक इंजीनियरिंग के लिए मॉड्यूलर, ऊतक-विशिष्ट, और बायोडिग्रेडेबल हाइड्रोजेल क्रॉस-लिंकर्स। विज्ञान अग्रिम। 6 (XNUMX)। https://doi.org/10.1126/sciadv.aaw7396
