Hidrogel din gelatină de pește – noua promisiune în tratamentul bolilor de piele și regenerarea cutanată

Pielea este cel mai mare organ al corpului uman, reprezentând aproximativ 15% din greutatea corporală și având un rol esențial în protecția organismului împotriva agenților patogeni, deshidratării și temperaturilor extreme. Afecțiunile pielii nu sunt doar incomode, ci pot deveni rapid periculoase, mai ales în cazul rănilor cronice, cancerului de piele sau bolilor autoimune cutanate. Cu toate acestea, mecanismele care duc la apariția acestor boli sunt adesea insuficient înțelese, ceea ce limitează opțiunile terapeutice eficiente.

Un model viu de piele umană

Pentru a elucida aceste mecanisme, cercetătorii de la Empa, în colaborare cu parteneri clinici, dezvoltă un model de piele umană vie. Nu este vorba despre un model digital sau plastic, ci despre o piele artificială vie, care reproduce structura stratificată și neregulată a pielii umane, incluzând celule vii.

Obiectivul este de a recrea un model biologic care să permită simularea bolilor de piele și testarea de noi tratamente, într-un mediu cât mai realist. Această abordare necesită materiale de construcție adecvate, care să mimeze matricea extracelulară complexă a pielii – structura care susține și organizează celulele.

Hidrogel din gelatină de pește – o soluție inovatoare

Recent, cercetătorii de la laboratoarele Empa au realizat un progres semnificativ: au creat un hidrogel derivat din gelatină de pește de apă rece (precum codul sau eglefinul), care este stabil, ușor de procesat și compatibil cu celulele umane.

Hidrogelurile sunt polimeri speciali care pot reține cantități mari de apă și sunt ideali pentru a simula matricea extracelulară a pielii. Un avantaj esențial este că multe dintre aceste materiale pot fi prelucrate prin imprimare 3D. Tehnologia permite inserarea celulelor în matricea hidrogelului într-un mod precis, reproducând structura stratificată a pielii umane.

Spre deosebire de majoritatea hidrogelurilor care se umflă semnificativ la contactul cu lichide, compromițând forma și arhitectura modelului, noul material din gelatină de pește nu prezintă umflare. Astfel, poate fi imprimat cu acuratețe și utilizat pentru construcția modelelor viabile de derm și epiderm.

Aplicații în vindecarea rănilor

Fără celule vii, hidrogelul are un potențial promițător ca pansament avansat. Este biocompatibil și poate fi imprimat în forme, grosimi și fermități diferite, adaptate nevoilor pacientului. Un avantaj notabil este că gelatina de pește, provenind de la o specie mai îndepărtată filogenetic de om decât mamiferele, reduce riscul reacțiilor imune și al transmiterii de boli.

Integrarea de medicamente în structura hidrogelului este de asemenea posibilă, deschizând oportunități pentru dezvoltarea de pansamente cu eliberare controlată de substanțe active.

„Pielea de pește este deja cercetată în mod activ ca material pentru vindecarea rănilor. Hidrogelul nostru este mai omogen, mai sigur și mai ușor de personalizat,” afirmă cercetătorul Kongchang Wei, coordonatorul grupului de cercetare.

Viitorul cercetării

Cercetătorii de la Empa au depus deja o cerere de brevet pentru această nouă clasă de hidrogeluri. Următorul pas este finalizarea modelului de piele vie și punerea acestuia la dispoziția comunității științifice internaționale. Obiectivul este de a facilita înțelegerea profundă a mecanismelor implicate în bolile cutanate și de a susține dezvoltarea de terapii personalizate și eficiente.

În paralel, echipa intenționează să investigheze în detaliu comportamentul particular de umflare al hidrogelului, o caracteristică esențială pentru viitoarele aplicații biomedicale.