Regeneracyjne rusztowania bazujące na aerograficie
Inżynieria tkankowa jest obecnie najnowocześniejszą technologią w biomedycynie. Tworzy się nowe biomateriały do naprawy uszkodzonych tkanek i narządów, oraz przywrócenia ich funkcjonalności. Aerografit to materiał bazujący na węglu, którego struktura może być dostosowywana według zapotrzebowania. Stanowi on samopodtrzymującą, trójwymiarową sieć wzajemnie powiązanych, pustych w środku mikrorurek. Podczas projektu GRAPHITE4MED (Aerographite as scaffold material for regenerative medicine) naukowcy badali możliwość wykorzystania aerografitu jako materiału na wszczepiane rusztowania do kierowania wzrostu komórek. Materiał ten miał zachowywać się jak naturalna macierz zewnątrzkomórkowa (ECM) w organizmie. Naukowcy z powodzeniem rozwiązali główny problem techniczny związany z użyciem aerografitu jako biomateriału – jego hydrofobowość. Wykorzystali amfifilowe molekuły z poliglikolu etylenowego (PEG), aby umożliwić zanurzenie aerografitu w roztworze wodnym. Pracowano też nad funkcjonalizacją aerografitu, aby umożliwić przyczepianie komórek, ich migrację i podziały na rusztowaniu. Naukowcy z projektu GRAPHITE4MED do pokrycia powierzchni mikrorurek tego materiału wykorzystali cykliczny tripeptyd cRGD. RGD występuje w wielu białkach obecnych w naturalnej ECM i pośredniczy w przyleganiu komórek. Po umieszczeniu fibroblastów na rusztowaniu aerografitowym odkryto, że w jego obrębie komórki te wzrastają i migrują. Badania cytotoksyczności in vitro wykazały, że w przeciwieństwie do nabłonka, tkanki łącznej i komórek kostnych, neurony ludzkie charakteryzują się dużą tolerancją względem rozdrobnionego aerografitu. Wyniki badania zaprezentowano na kilku międzynarodowych konferencjach, jak również w ramach paneli eksperckich. Już po zakończeniu projektu GRAPHITE4MED naukowcy zamierzają określić wymogi bezpieczeństwa w miejscu pracy z materiałem i bezpieczeństwa dla środowiska. Wyniki projektu naświetliły możliwości wykorzystania aerografitu w regeneracji neuronów. Zaburzenia neurodegeneracyjne i uszkodzenia nerwów stanowią ciągle poważne wyzwanie dla medycyny, a niniejsze odkrycie przynosi nadzieję dla pacjentów na nie cierpiących.
Słowa kluczowe
Regeneracyjny, aerografit, rusztowanie, ECM, cRGD, cytotoksyczność, regeneracja neuronów
