Gel yang dapat disuntikkan dapat membantu memperbaiki jaringan jantung dan cedera tulang belakang
Technology & Science

Gel yang dapat disuntikkan dapat membantu memperbaiki jaringan jantung dan cedera tulang belakang

Sebuah tim peneliti di McGill University di Montreal dan lainnya di Northwestern University di Chicago telah mengembangkan teknik baru yang menggunakan suntikan bahan seperti gel untuk memfasilitasi perbaikan sistem dalam tubuh yang sulit diobati.

Ketika berbicara tentang obat-obatan, kita sering memikirkan perawatan untuk memperbaiki tubuh dalam bentuk operasi invasif atau obat-obatan untuk mempercepat penyembuhan. Tetapi dua pendekatan baru ini melibatkan suntikan sederhana gel khusus yang dapat dikirim langsung ke lokasi cedera dan membantu proses perbaikan.

Tangguh dan cukup fleksibel untuk jantung

NS contoh pertama melibatkan hidrogel yang cukup kuat dan fleksibel untuk menciptakan lingkungan struktural yang menyembuhkan saat disuntikkan ke jaringan dinamis seperti jantung yang berdetak atau pita suara.

Ilustrasi ini menunjukkan penggunaan hidrogel suntik sebagai implan untuk mengisi luka dan memulihkan suara. (Sepideh Mohammadi)

Masalah dengan jaringan seperti otot jantung adalah jantung tidak pernah berhenti berdetak, jadi apapun yang disuntikkan ke dalamnya akan mengalami kesulitan mempertahankan strukturnya tanpa patah. Itu membuat sel dan pembuluh darah sulit tumbuh ke tempat yang terluka. Itulah salah satu alasan perban plastik dirancang agar fleksibel agar tetap di tempatnya bahkan pada anak yang tidak pernah berhenti bergerak.

Sebagian besar hidrogel tidak cukup kuat untuk menahan gerakan jantung atau pita suara, atau tidak cukup berpori untuk sel berkembang biak di dalamnya dan memungkinkan gas atau nutrisi melewatinya.

VIDEO Bioreaktor pita suara mensimulasikan biomekanik pita suara untuk menguji hidrogel.

Gel baru menyentuh titik manis, sehingga tidak hanya dapat menahan dan melenturkan seiring dengan gerakan biomekanik ekstrem dari jaringan tertentu, tetapi juga menciptakan struktur yang mendorong pertumbuhan sel baru dan pengangkutan gas dan nutrisi penting.

Untuk menguji daya tahan gel, para ilmuwan memasang pita suara buatan yang terbuat dari bahan gelnya yang bergetar 120 kali per detik selama dua jam sehari, tujuh hari seminggu — melalui 6 juta siklus buka dan tutup, tanpa putus.

Para peneliti menguji tiga hidrogel yang berbeda menggunakan bioreaktor pita suara. Sementara hidrogel baru tetap stabil, dua hidrogel standar, yang mewakili sebagian besar hidrogel injeksi yang ada, tidak bertahan dalam pengujian. (Sareh Taheri)

Ketika mereka menguji seberapa baik salah satu jenis sel utama di pita suara dapat tumbuh di dalam gel, mereka menemukan itu menyediakan lingkungan pertumbuhan tiga dimensi yang ramah sel.

Para ilmuwan percaya bahwa gel tersebut dapat memulihkan suara mereka yang menderita kanker laring atau digunakan untuk perbaikan otot jantung dan pemberian obat, semuanya dengan suntikan sederhana.

Perancah penyembuhan yang dirakit sendiri

Kelompok kedua dikembangkan bahan yang dapat merakit diri menjadi serat nano dengan sinyal biologis yang dapat memicu sel untuk memperbaiki dan beregenerasi di jaringan yang rusak, seperti pada cedera tulang belakang, yang jika tidak, tidak akan sembuh.

Dimulai sebagai cairan, bahan aktif biologis membentuk serat nano yang berubah menjadi gel, yang meniru lingkungan sumsum tulang belakang. Dengan mengutak-atik bagian struktural dari bahan pembentuk serat nano, para peneliti membuat mereka bergetar dengan cara yang tepat untuk terhubung dengan sel-sel saraf.

Serat nano yang mengandung molekul dengan dua sinyal bioaktif yang berbeda (hijau dan oranye) lebih efektif melibatkan reseptor sel (kuning dan biru) sebagai hasil dari gerakan cepat molekul. (Mark Seniw)

Semakin dinamis gerakan itu atau semakin banyak molekul yang menari, semakin baik sel-sel saraf dapat tumbuh dan terhubung kembali. Perawatan ini juga mendorong pertumbuhan mielin, selubung yang terbentuk di sekitar saraf untuk melindungi mereka dari cedera lebih lanjut, seperti lapisan plastik di sekitar kabel listrik.

Terapi ini memiliki potensi untuk mengubah kehidupan mereka yang mengalami cedera tulang belakang lengkap di mana kurang dari 3 persen orang yang sepenuhnya pulih dari fungsi dasar. Sementara perawatan ini hanya percobaan laboratorium yang dilakukan pada tikus saat ini, para peneliti mencari persetujuan federal untuk melanjutkan uji klinis pada manusia.

VIDEO Hasil perawatan tikus yang lumpuh sebagian mendapatkan kembali kemampuan untuk menggerakkan anggota tubuh bagian bawahnya.

Aspek menarik dari kedua terapi suntik ini adalah bagaimana mereka menggabungkan kedokteran dengan ilmu teknik dan material. Insinyur selalu mencari bahan yang kuat namun fleksibel, apakah itu sayap serat karbon besar yang dapat ditekuk pada pesawat, atau dalam hal ini, gel fleksibel yang kuat yang dapat menahan lingkungan yang keras di dalam tubuh.

Ini juga bisa menjadi langkah positif dari teknik yang lebih invasif untuk memperbaiki jaringan yang sulit diobati dengan menggunakan jarum sederhana di tempat yang tepat, yang mungkin, suatu hari nanti, memungkinkan seseorang dengan cedera tulang belakang untuk berjalan lagi.

Posted By : hongkong prize