Wissenschaftler entwickeln neues injizierbares Hydrogel zur Behandlung von Aneurysmen
Aneurysmen, abnorme Erweiterung oder Ballonbildung in der Wand von Blutgefäßen können zu Rupturen und tödlichen Blutungen führen. Um Aneurysmen zu behandeln, ist es wichtig, den Blutfluss zu dem betroffenen Bereich zu stoppen und einen Riss des Gefäßes zu verhindern. Vorhandene Behandlungen zur Behandlung von Aneurysmen umfassen kathetergeführte Edelstahlspulen oder injizierbare Biomaterialien, die an der Stelle des Aneurysmas platziert werden; allerdings wandern manchmal Coils, was wiederholte Eingriffe erforderlich macht. Darüber hinaus gibt es Probleme mit derzeit auf dem Markt befindlichen injizierbaren Biomaterialien, wie beispielsweise hohe Kosten, Leckagen, zytotoxische Wirkungen und Verstopfungen von Kathetern.
In einer kürzlich durchgeführten innovativen Studie entwickelte ein Team von Wissenschaftlern des Terasaki Institute for Biomedical Innovation (TIBI) ein neues injizierbares Hydrogel zur Behandlung von Aneurysmen. Das neue Biomaterial wurde durch Hinzufügen von Natriumphytat (Phyt), einer aus Reiskleie gewonnenen Verbindung, zu einer Verbindung auf Gelatinebasis hergestellt. Dieses neue Additiv verringerte potenzielle immuntoxische Nebenwirkungen und verlieh dem Material die Fähigkeit, die Blutgerinnung an der Stelle des Aneurysmas zu beschleunigen. Phyt ist biokompatibel, biologisch aktiv, biologisch abbaubar und wird bereits für biomedizinische Anwendungen eingesetzt. Es hat eine hohe Konzentration an negativ geladenen Phosphatgruppen, die stark mit den Gelatine- und Silikat-Nanopartikeln (SN) in der Gel-SN-Formulierung interagieren. Dies trägt zu einer noch größeren Kohäsion bei, löst die Initiierung des Gerinnungsprozesses aus und erhöht die Affinität zu Blutbestandteilen für eine schnellere Gerinnung.
Die Wissenschaftler beobachteten auch, dass die Zugabe von Phyt die Porengröße des neuen Hydrogels verringerte und dadurch die Kohäsion erhöhte. Es wurde festgestellt, dass das neue Biomaterial verbesserte Scherverdünnungseigenschaften, minimales Quellen beim Eintauchen in Flüssigkeit (wichtig bei der Aneurysmabehandlung), erleichterte Injizierbarkeit und optimale zelluläre Biokompatibilität aufweist. Es wurde auch festgestellt, dass das Hydrogel signifikant verbesserte Gerinnungsraten und kürzere Gerinnungszeiten aufweist. Phyt ist dafür bekannt, die Blutgerinnung zu verbessern, daher wurde die Stabilität beim Blockieren des Blutflusses und die Verhinderung der Gerinnselwanderung besonders verbessert.
Das neue injizierbare Hydrogel ist eine vielseitige Plattform, kann über Katheter verabreicht werden und wird voraussichtlich bei verschiedenen minimalinvasiven Behandlungen, einschließlich Autoimmunerkrankungen und Krebs, Anwendung finden.
Wir sind ständig bestrebt, uns zu verbessern und die bestmöglichen therapeutischen Behandlungen zu erhalten. Dadurch schafft es zusätzliche Werkzeuge, die wir in einer Vielzahl von biomedizinischen Anwendungen einsetzen können.“
Ali Khademhosseini, Ph.D., Direktor und CEO von TIBI
Autoren sind: 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 und Ali Khademhosseini.
Diese Arbeit wurde durch Mittel der National Institutes of Health (HL140951) unterstützt.
Quelle:
Terasaki-Institut für biomedizinische Innovation
Referenz:
Zehtabi, F., et al. (2022)Natriumphytat-inkorporierte Gelatine-Silikat-Nanoplättchen-Komposite für verbesserte Kohäsion und hämostatische Funktion von strukturviskosen Biomaterialien. Makromolekulare Biowissenschaften. doi.org/10.1002/mabi.202200333.
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