Inteligentne hydrożele reagujące na bodźce
Materiały reagujące na bodźce mogą odwracalnie zmieniać swoje właściwości zależnie od sygnałów z zewnątrz. Przykładem może być kolor skóry kameleona lub mątwy. W trakcie realizacji projektu THREE-S (Smart multi stimuli-responsive supports for controlled cell growth) naukowcy uzyskali reagujące na różne bodźce hydrożele w technice inicjowanego odkładania par związków chemicznych (iCVD). Wybrano hydrożele, ponieważ przypominają żywe tkanki oraz znajdują zastosowanie w inżynierii tkankowej i medycynie regeneracyjnej. iCVD stanowi metodę polimeryzacji powierzchni, która umożliwia odkładanie cienkiej warstwy zależnego od zastosowania polimeru w jednym etapie pracy i bez użycia rozpuszczalnika. Główną zaletą tej metody jest możliwość wytwarzania polimerów o ściśle określonych właściwościach i zachowaniach w skali mikro. Badacze z projektu THREE-S odwracalnie zmieniali właściwości mechaniczne hydrożelu z poli(metakrylanu hydroksyetylu) (PHEMA) pod wpływem światła i wilgotności. Hydrożele, jak sama nazwa wskazuje, są materiałami polimerowymi o zmiennej sztywności, które mogą utrzymywać duże ilości wody. Ich zadaniem jest tworzenie odpowiedniej podpory do kontrolowanego mocowania i wzrostu komórek. Wykorzystano rozpraszanie i odbicie promieni RTG do opisania zmian strukturalnych przed naświetleniem, w jego trakcie i po nim. Uczestnicy projektu z powodzeniem funkcjonalizowali powierzchnię hydrożelu PHEMA azobenzenem i uzyskali hydrożel reagujący na światło. Naukowcy mogli precyzyjnie kontrolować sztywność i elastyczność hydrożelu poprzez wychwyt wody zależny od narażenia na światło. Innymi słowy, uzyskano odwracalne zmiany tempa i intensywności "puchnięcia" różnych typów hydrożelu PHEMA zależnie od dostępności światła i wilgoci. Po zakończeniu projektu THREE-S badacze planują immobilizować komórki na powierzchni tych inteligentnych hydrożeli, wykazując zdolność do adhezji i kontrolowanego wzrostu. Zastosowania w biomedycynie będą obejmować między innymi dostarczanie leków, opatrywanie ran i rusztowania dla tkanek.
Słowa kluczowe
Biomedycyna, hydrożel, THREE-S, inicjowane odkładanie par związków chemicznych, dostarczanie leków
