Все процедуры
Узнать цену
Задать вопрос
Личный кабинет

Дальнейшие перспективы гидрогелей

На данном этапе хорошо описано широкое разнообразие материалов для поддержания роста и функционирования хондроцитов и хондрогенных стволовых клеток. В этой связи гидрогели обладают большим потенциалом, так как требуют минимальных инвазивных воздействий, состоят из проверенных биосовместимых материалов и обладают минимальными токсичностью и иммуногенным потенциалом, или же вообще нетоксичны и неиммуногенны. Как было рассмотрено выше в этой главе, многообещающим подходом является использование самособирающихся гидрогелей. Самособирающиеся гидрогели позволяют иметь повышенный контроль над in situ полимеризацией и пригодны для применения с минимальной инвазией, что, возможно, ускорит их внедрение в клиническое использование. К тому же фибриллярная микроструктура самособирающихся гидрогелей имеет потенциал для лучшего имитирования структуры природного хрящевого внеклеточного матрикса, таким образом улучшая конструирование тканей хряща.
Биоподобные гидрогели имеют большой потенциал для применения в конструировании тканей in vivo. Факторы роста и другие биоактивные молекулы, которые обычно добавляются к среде для повышения хрящевой дифференцировки in vivo, теперь добавляются к гидрогелям для локальной доставки с in vivo имплантатами. Больший контроль над выходом факторов роста для нужд инкапсулированных клеток должен значительно способствовать образованию хрящевой ткани.
Гидрогели как класс имеют недостатки в виде слабой механической прочности, в частности сразу после инкапсуляции и в условиях сильных внешних воздействий. Существует большой ряд гидрогелей, потенциально пригодных для тканевого конструирования, а также гидрогелей, которые можно в дальнейшем усовершенствовать путем структурных или функциональных изменений. Несистематический подход к выбору материала и структуры гидрогеля приведет к оптимальным результатам с приемлемыми затратами времени и ресурсов с очень малой вероятностью. Необходим рациональный подход к выбору материала конструирования, с точки зрения как механических свойств, так и возможности поддерживать рост и функционирование клеток. Тщательный и систематичный отбор материалов, по возможности использование инструментов высоко-производительного анализа материалов, откроет основные направления в параметрах гидрогелей, которые могут быть затем использованы для сосредоточения работы на оптимизации этих материалов (Abramson et al., 2005; Anderson et al., 2005). Неотъемлемой частью этой работы будет согласование микроструктурной, биохимической, гистологической и механической характеристик гидрогелей и тканей, сконструированных из них.
Развивающимся направлением в конструировании хрящей является понимание эффектов динамической нагрузки на сконструированные и природные ткани. Так как ультраструктурные характеристики гидрогеля влияют на то, как он взаимодействует с находящимися в нем клетками и переносит нагрузки, детальное изучение структурных и механических свойств и их влияния на клеточный рост и функционирование становится более важным.
Наконец, существует необходимость в дальнейшем исследовании сконструированной ткани хряща у крупных экспериментальных животных. Сосредоточение на in vitro и in vivo исследованиях на мелких животных помогает ответить на фундаментальные вопросы о свойствах конструируемых тканей, но переход на крупных экспериментальных животных будет переломным для клинического применения. Чем ближе некоторые подходы конструирования тканей приближаются к клиническому применению, тем более необходимым будет in vivo тестирование, которое более близко приблизит к условиям и нагрузкам, которые встретятся при имплантации человеку конструируемых тканей.