Injicerbara biomedicinska material

Utvecklingen av nästa generations biomaterial strävar efter att efterlikna den reglerande förmågan hos kroppens egna material som omger våra celler, d.v.s. den naturliga extracellulära matrisen. Genom att skapa en tredimensionell omgivning som efterliknar den extracellulära matrisen är det möjligt att styra cellers tillväxt och beteende. Det kan handla om att främja vävnadstillväxt för läkning av skador, men också att förhindra vävnadstillväxt vid cancerbehandling. Gör man dessa material injicerbara biomaterial förenklas också behandlingsproceduren och obehaget för patienten minimeras.

Vi har fokuserat på den naturliga polysackariden hyaluronsyra som bas för att designa nya biomaterial. Denna polymer är en s.k. glukosaminoglykan och är en naturlig del av den extracellulära matrisen som är essentiell för celltillväxt, strukturell stabilitet och vävnadsorganisation. Vi har utvecklat geler baserade på hyaluronsyra som bildas på under en minut genom blandning av två komponenter i vattenlösning. Dessa har visat sig vara både icke-toxiska och ge minimal inflammation i djurförsök, något som annars kan vara ett problem med injicerbara biomaterial. Kortare fragment av hyaluronsyra kan också tas upp av celler genom specifika interaktionen med receptorer på cellytan. På så sätt kan hyaluronsyra användas som ett verktyg för att föra in aktiva substanser i celler på ett mycket effektivt sätt. Detta är användbart för att t.ex. transportera genetiskt material eller läkemedel som är svårlösliga i vatten.

För att vidareutveckla dessa material syftar detta projekt, som är finansierat av Vetenskapsrådet, till att utveckla syntetiska strategier för att funktionalisera hyaluronsyra med reaktiva grupper och terapeutiska substanser för att skapa nya bioaktiva geler och terapeutiska material. Dessa biomaterial karakteriseras sedan med avseende på den biologiska responsen både i cell- och djurstudier för att bättre förstå de biologiska mekanismerna som styr materialens funktion.