Doenças articulares, como osteoartrite do joelho, são comuns na população idosa e prejudicam gravemente sua qualidade de vida. Tratamentos convencionais como substituições artificiais de articulação oferecem alívio temporário, mas vêm com várias desvantagens, incluindo funcionalidade limitada e a necessidade de substituição. Uma solução melhor é encontrar uma maneira de promover a regeneração do tecido nas articulações:hidrogéis de rede de polímero interpenetrante (IPN), quando injetado nas articulações, faça exatamente isso - agindo como suportes para o crescimento de novas células e imitando o ambiente celular. Contudo, as técnicas existentes para desenvolver IPNs são tediosas:elas exigem a adição de produtos químicos por meio de várias etapas, o que limita a sua aplicação prática. Assim, há necessidade de melhores técnicas que possam facilitar o processo de regeneração dos tecidos.

Em um novo estudo publicado em Química de Materiais , cientistas do Japão, incluindo Asst Prof Shigehito Osawa e Prof Hidenori Otsuka da Tokyo University of Science, encontraram um novo método para o desenvolvimento de andaimes de regeneração de tecidos. O Prof Otsuka explica, "Geralmente, a formação de géis IPN é citotóxica, processo de várias etapas:envolve a construção de uma rede, seguido pela adição de reagentes químicos ou submetendo-os a estímulos externos, como temperatura ou mudanças na irradiação de luz, para formar a outra rede. Queríamos criar um novo andaime usando um processo de uma etapa, o que poderia superar as limitações dos IPNs existentes. "

Começar com, os cientistas queriam encontrar compostos de automontagem que pudessem formar redes 3-D independentes sem interferir umas nas outras. Eles começaram selecionando um peptídeo chamado RADA16, que - sob condições fisiológicas - forma uma rede devido às interações eletrostáticas e hidrofóbicas. Então, eles se voltaram para um biopolímero chamado quitosana (CH) e um composto chamado polietilenoglicol (PEG), que formam redes entre si por meio de reações químicas. Como os mecanismos de formação de rede em RADA16 e CH / PEG eram drasticamente diferentes, os cientistas especularam que essas redes não interfeririam umas nas outras. Simplesmente misturando os dois compostos, eles descobriram que isso era realmente verdade. O Prof Otsuka explica, "Nós misturamos os dois materiais, RADA16 e CH / PEG, e descobriram que eles formaram IPNs heterólogos com sucesso. Além disso, esses IPNs não interferiram uns com os outros, como acontece que as redes RADA16 se formam primeiro, seguido pela montagem mais lenta das redes CH / PEG. "

Próximo, os pesquisadores queriam verificar se o IPN proposto poderia efetivamente atuar como um andaime para promover o crescimento de condrócitos saudáveis ​​(células que produzem cartilagem). Os cientistas testaram o andaime usando células humanas e descobriram que as células estão incorporadas uniformemente no hidrogel, efetivamente gerando tecido de cartilagem funcional. Na verdade, Em ratos, implantar condrócitos humanos dentro da estrutura de hidrogel levou à formação de cartilagem ao longo de um período de 8 semanas, superando até mesmo o desempenho de andaimes de tecido convencionais! A maior vantagem desta técnica é que ela não apenas regenera com sucesso o tecido da cartilagem, também foi realizado em apenas uma etapa ou "pot, "tornando-o muito mais simples do que as técnicas existentes.

Essas descobertas podem superar as limitações da regeneração de tecidos e abrir caminho para outras aplicações, como entrega de drogas, diagnóstico, e modificação de superfície. Não só isso, O professor Otsuka está otimista de que, devido à facilidade da técnica, pode ser produzido internamente, o que poderia levar a benefícios sociais e econômicos significativos. O Prof Otsuka conclui, "Nossa pesquisa abriu portas para o uso da medicina regenerativa para a geração autônoma de cartilagem como uma alternativa às articulações artificiais, levando a uma melhora significativa na qualidade de vida dos pacientes e beneficiando a sociedade em geral. "