Gennaio 28, 2023

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Un nuovo materiale che corregge le lesioni del midollo spinale

Un nuovo ed esclusivo materiale sviluppato presso l’Università di Limerick (Irlanda) ha mostrato grandi promesse per il trattamento… lesioni Midollo spinale (SM).

Secondo i ricercatori, il cui lavoro è pubblicato sulla rivista scientifica Biomaterials Research, nuovi biomateriali ibridi sviluppati sotto forma di nanoparticelle e basati sulle attuali pratiche di ingegneria dei tessuti sono stati sintetizzati con successo per migliorare la riparazione e la rigenerazione dei tessuti. dopo una lesione del midollo spinale.

I ricercatori hanno utilizzato un nuovo e unico tipo di materiale per impalcature composito polimerico Elettricamente conduttivo per promuovere la crescita e la generazione di nuovo tessuto che può promuovere il trattamento delle lesioni del midollo spinale.

Lesioni del midollo spinale Rimane una delle ferite più dolorose che una persona possa avere nella propria vita e influisce su ogni aspetto della propria vita. Questo disturbo debilitante provoca la paralisi Al di sotto del livello di lesione, e solo negli Stati Uniti, i costi sanitari annuali per l’assistenza ai pazienti con lesioni del midollo spinale ammontano a 9,7 miliardi di dollari. Poiché attualmente non esiste una cura, la continua ricerca in questo settore è fondamentale per trovarne una Trattamento di miglioramento della qualità della vita del paziente, e il campo di ricerca è diretto verso l’ingegneria dei tessuti alla ricerca di nuove strategie terapeutiche, ha commentato Morris N. Collins, uno dei leader dello studio.

c’è possibilità Ingegneria dei tessuti Mira a risolvere il problema globale della carenza di organi e tessuti donati, in cui è emersa una nuova tendenza sotto forma di biomateriali conduttivi. Le cellule del corpo sono interessate dalla stimolazione elettrica, specialmente quelle di natura conduttiva, come il cuore o le cellule nervose.

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Il gruppo di ricerca descrive il crescente interesse nell’utilizzo di scaffold elettricamente conduttivi per l’ingegneria tissutale, che è sorto perché la crescita e la proliferazione delle cellule sono migliorate quando le cellule sono esposte a uno scaffold conduttivo.

«Aumentare la conduttività di materiali vitali per lo sviluppo di questa specie strategie di trattamento Spesso si concentra sull’aggiunta di componenti conduttivi, come nanotubi di carbonio, o polimeri conduttivi, come PEDOT:PSS, un polimero conduttivo disponibile in commercio che è stato finora utilizzato nel campo dell’ingegneria tissutale. Autore, Alexandra Seraphine.

Si ottiene la risposta cellulare desiderata

Sfortunatamente, ci sono ancora gravi limitazioni quando si tratta di utilizzare il polimero PEDOT:PSS nelle applicazioni biomediche. Il polimero si basa sul componente PSS per essere solubile in acqua, ma quando questo materiale viene impiantato nel corpo, mostra una scarsa biocompatibilità.

Ciò significa che quando esposto a questo polimero, il corpo ha risposte potenzialmente tossiche o immunitarie, che non sono ideali nei tessuti già danneggiati che stiamo cercando di rigenerare. Questo limita notevolmente componenti di idrogel Possono essere combinati con successo per creare impalcature elettricamente conduttive”.

Nello studio, sono state sviluppate nuove nanoparticelle (NP) PEDOT per superare questa limitazione. La sintesi di PEDOT NP conduttivi consente la modifica personalizzata della superficie delle NP per ottenere la risposta cellulare desiderata e aumentare la diversità dei componenti idrogel che possono essere incorporati, senza la necessaria presenza di PSS idrosolubile.

“L’impatto di una lesione del midollo spinale sulla vita di un paziente non è solo fisico ma anche psicologico, in quanto può influire seriamente sulla sua salute mentale”.

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In questo lavoro, i biomateriali ibridi immunomodulatori gelatina-acido ialuronico, un materiale sviluppato dal professor Collins per molti anni, sono stati combinati con nuove NP PEDOT sviluppate per creare scaffold elettrici bioconduttori per la riparazione selettiva delle lesioni del midollo spinale.

È stato eseguito uno studio completo delle relazioni tra la struttura, le proprietà e la funzione di questi scaffold rigorosamente progettati per migliorare le prestazioni nel sito della lesione, comprese le indagini in vivo utilizzando Modelli ratti di lesioni del midollo spinaleimplementato da Seraphine durante uno scambio di ricerca Fulbright con il Dipartimento di Neuroscienze dell’Università della California, San Diego (USA), partner del progetto.

effetto psicologico

“L’introduzione di PEDOT NP nel biomateriale ha aumentato la conduttività dei campioni. Inoltre, le proprietà meccaniche dei materiali impiantati dovrebbero imitare i tessuti importanti nelle strategie di ingegneria tissutale, poiché gli scaffold PEDOT NP sviluppati sono compatibili con i valori meccanici del midollo spinale originale”, spiegano i ricercatori.

È stata studiata la risposta biologica degli scaffold PEDOT NP sviluppati utilizzando cellule staminali. in laboratorio e in modelli animali di lesioni del midollo spinale in vivo. Si nota un’eccellente fissazione crescita delle cellule staminali sui ponteggi.

I test hanno mostrato una maggiore migrazione delle cellule assonali nel sito della lesione del midollo spinale, dove è stato impiantato lo scaffold PEDOT NP, nonché livelli inferiori di cicatrici e infiammazione rispetto al modello di lesione senza lo scaffold, secondo lo studio. Nel complesso, secondo il team di ricerca, questi risultati mostrano il potenziale di questi materiali per la riparazione del midollo spinale.

«L’impatto della lesione del midollo spinale sulla vita del paziente non è solo fisico, ma anche psicologico, in quanto può compromettere seriamente la sua salute mentale, Il che si traduce in una maggiore incidenza di depressione, stress o ansia. Pertanto, il trattamento delle lesioni del midollo spinale non solo consentirà al paziente di camminare o muoversi di nuovo, ma gli consentirà di vivere la sua vita al massimo, il che rende tali progetti molto vitali. Comunità mediche e di ricerca. Inoltre, l’impatto sociale complessivo di fornire un trattamento efficace per la LM significa minori costi sanitari associati al trattamento dei pazienti. Questi risultati forniscono prospettive incoraggianti per i pazienti e sono previste ulteriori ricerche in questo settore”.

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