Wetenschappers ontwikkelen een nieuwe injecteerbare hydrogel om aneurysma's te behandelen

Wetenschappers ontwikkelen een nieuwe injecteerbare hydrogel om aneurysma's te behandelen

Aneurysma's, abnormale verwijding of ballonvorming in de wand van bloedvaten kunnen leiden tot scheuren en fatale bloedingen. Om aneurysma's te behandelen is het belangrijk om de bloedtoevoer naar het getroffen gebied te stoppen en te voorkomen dat het bloedvat scheurt. Bestaande behandelingen voor het behandelen van aneurysma's omvatten kathetergeleide roestvrijstalen spiralen of injecteerbare biomaterialen die op de plaats van het aneurysma worden geplaatst; soms migreren de spoelen echter, waardoor herhaalde interventies nodig zijn. Bovendien zijn er problemen met injecteerbare biomaterialen die momenteel op de markt zijn, zoals hoge kosten, lekkage, cytotoxische effecten en katheterblokkades.

In een recent innovatief onderzoek heeft een team wetenschappers van het Terasaki Institute for Biomedical Innovation (TIBI) een nieuwe injecteerbare hydrogel ontwikkeld om aneurysma's te behandelen. Het nieuwe biomateriaal is gemaakt door natriumfytaat (fyt), een verbinding afgeleid van rijstzemelen, toe te voegen aan een op gelatine gebaseerde verbinding. Dit nieuwe additief verminderde potentiële immunotoxische bijwerkingen en gaf het materiaal het vermogen om de bloedstolling op de plaats van het aneurysma te versnellen. Phyt is biocompatibel, biologisch actief, biologisch afbreekbaar en wordt al gebruikt voor biomedische toepassingen. Het heeft een hoge concentratie negatief geladen fosfaatgroepen die sterk interageren met de gelatine en silicaat nanodeeltjes (SN) in de Gel-SN-formulering. Dit draagt ​​bij aan een nog grotere cohesie, waardoor het stollingsproces op gang wordt gebracht en de affiniteit voor bloedbestanddelen wordt vergroot, waardoor een snellere stolling ontstaat.

De wetenschappers merkten ook op dat de toevoeging van fyt de poriegrootte van de nieuwe hydrogel verkleinde, waardoor de cohesie toenam. Het nieuwe biomateriaal bleek verbeterde afschuifverdunningseigenschappen te hebben, minimale zwelling bij onderdompeling in vloeistof (belangrijk bij de behandeling van aneurysma's), vergemakkelijkte injecteerbaarheid en optimale cellulaire biocompatibiliteit. De hydrogel bleek ook aanzienlijk verbeterde stollingssnelheden en kortere stollingstijden te hebben. Het is bekend dat Phyt de bloedstolling verbetert, dus de stabiliteit bij het blokkeren van de bloedstroom en het voorkomen van stolselmigratie is bijzonder verbeterd.

De nieuwe injecteerbare hydrogel is een veelzijdig platform, kan via katheters worden toegediend en zal naar verwachting worden toegepast in een verscheidenheid aan minimaal invasieve behandelingen, waaronder auto-immuunziekten en kanker.

Wij streven er voortdurend naar om de best mogelijke therapeutische behandelingen te verbeteren en te verkrijgen. Door dit te doen ontstaan ​​er extra tools die we kunnen gebruiken in een verscheidenheid aan biomedische toepassingen.”

Ali Khademhosseini, Ph.D., directeur en CEO van TIBI

Auteurs zijn: Fatemeh Zehtabi, Hossein Montazerian, Reihaneh Haghniaz, Kaylee Tseng, Neda Mohaghegh, Kalpana Mandal, Behnam Zamanian, Mehmet Remzi Dokmeci, Mohsen Akbari, Alireza Hassani Najafabadi, Han-Jun Kim en Ali Khademhosseini.

Dit werk werd ondersteund door financiering van de National Institutes of Health (HL140951).

Bron:

Terasaki Instituut voor Biomedische Innovatie

Referentie:

Zehtabi, F., et al. (2022) In natriumfytaat opgenomen gelatine-silicaat nanoplaatjescomposieten voor verbeterde cohesie en hemostatische functie van afschuifverdunnende biomaterialen. Macromoleculaire biowetenschappen. doi.org/10.1002/mabi.202200333.

.