I ricercatori del NUS hanno scoperto un metodo per fabbricare un idrogel di rete interpenetrante biologica (IPN) utilizzando la reologia applicata.

Gli idrogel sono reti tridimensionali di polimeri reticolati. Però, le attuali medicazioni in idrogel sono costituite da polimeri sintetici che sono biologicamente inerti e non guidano la biologia dell'ospite verso la guarigione della ferita. Tale modalità di trattamento è particolarmente paradossale per le ferite gravi in ​​cui i mediatori esogeni sono fondamentali per la rigenerazione. Recentemente, l'incorporazione di cellule staminali è stata proposta per conferire medicazioni inerti con proprietà biologiche. Le cellule possiedono la capacità di rilasciare fattori paracrini di guarigione delle ferite e di differenziarsi in più tipi di cellule della pelle per sostituire i tessuti persi. Al fine di replicare aspetti dell'ambiente della matrice extracellulare nativa (ECM) delle cellule staminali, i ricercatori si stanno rivolgendo a polimeri naturali che sono più citocompatibili.

Provenienza dal deposito della natura, gomma di gellano, che è un esopolisaccaride secreto dal batterio Sphingomonas elodea, sta ottenendo il riconoscimento per il suo FDA GRAS e lo stato di produzione ad alto rendimento. Sebbene formi facilmente idrogel in condizioni fisiologiche, la gomma di gellano manca della frazione di adesione cellulare per ospitare efficacemente le cellule staminali. Questo può essere superato incorporando una rete di polimeri di collagene secondario per conferire idrogel di gomma di gellano con adesività cellulare.

Però, la gomma di gellano e il collagene hanno meccanismi di gelificazione dipendenti dalla temperatura opposti. Utilizzando la reologia applicata, un gruppo di ricerca guidato dalla Prof. Rachel EE del Dipartimento di Farmacia, La National University of Singapore ha sviluppato un metodo per controllare con precisione la temperatura affinché un idrogel IPN tra la gomma di gellano e il collagene si formi naturalmente. L'approccio del suo team per trasformare la gomma di gellano in un'impalcatura biologica con collagene rappresenta un miglioramento significativo che potrebbe potenzialmente portare a uno sviluppo commerciale. Le cellule staminali incapsulate che utilizzano l'idrogel IPN sono state in grado di aderire e proliferare all'interno della matrice di gel (vedi figura). Ulteriori esperimenti su modelli animali hanno dimostrato che gli idrogel IPN carichi di cellule erano in grado di promuovere la guarigione delle ferite in gravi ustioni. Quest'opera è protetta ed è in attesa di brevetto.

Prof Ee ha detto, "Insieme ai nostri partner di Roquette, ci impegniamo a estrarre la ricca diversità di materiali a base vegetale per usi biomedici. Il nostro lavoro è un esempio entusiasmante di come il mondo accademico e l'industria possono unire le nostre risorse per scoperte di grande impatto".