ساخت داربست‌های زیستی با هیدروژل مبتنی بر لیپید نوکلئوتید
توسعه زیست‌جوهر با خواص شیمی‌فیزیکی مطلوب، یکی از چالش‌های اصلی در مهندسی بافت است. تا پیش از این، زیست‌جوهرها عمدتاً به مواد پلیمری محدود بودند. اکنون پژوهشگران فرانسوی هیدروژل مبتنی بر لیپید نوکلئوتید را به عنوان نسلی جدید از جوهر زیستی برای مهندسی بازساختی بافت نرم معرفی کرده‌اند که بدون نیاز به عامل کراس‌لینکر عمل می‌کند.
هیدروژل مبتنی بر لیپید نوکلئوتید
محدودیت‌های جوهرهای پلیمری سنتی
در رویکردهای اولیه، پلیمرهای مصنوعی مانند PEG یا GelMA به دلیل خواص بیولوژیکی ضعیف استفاده می‌شدند. پلیمرهای طبیعی نظیر آلژینات، کلاژن و ژلاتین نیز با چالش‌هایی روبرو هستند:
خواص مکانیکی ضعیف
- نیاز به عوامل کراس‌لینکر (مانند کاتیون‌های کلسیم برای آلژینات)
- ویژگی‌های رئولوژیکی ناکافی در شرایط فیزیولوژیکی
- محدودیت در پرینت و مشکلات کاشت طولانی‌مدت In Vivo
ویژگی‌های فناوری نوین لیپید نوکلئوتید
در این مطالعه، لیپید نوکلئوتید تیمیدین آمفیفیلیک مزدوج‌شده با diC16dT به عنوان زیست‌جوهر بررسی شد:
- بدون نیاز به کراس‌لینکر: ساختار هیدروژلی بدون مواد شیمیایی جانبی تشکیل می‌شود.
- سرعت ژل شدن بالا: مطالعات رئولوژیکی سرعت مطلوب این فرآیند را تایید کرد.
- سازگاری فیزیولوژیکی: جوهر به راحتی با محیط کشت و سلول ترکیب می‌شود.
- ژل‌شوندگی درجا: پس از کاشت زیرجلدی، ساختار خود را حفظ می‌کند.
نتایج زیست‌تخریب‌پذیری و زنده‌مانی سلولی
بررسی‌های درون‌تنی نشان داد بسته به غلظت اولیه ژل، بین ۵۰ تا ۸۵ درصد از حجم اولیه پس از ۲۴ روز کاهش می‌یابد. همچنین سنجش زنده‌مانی سلولی روی فیبروبلاست‌های لثه انسان (HGFs) و سلول‌های بنیادی پاپیلای آپیکال (SCAP)، زیست‌سازگاری عالی این جوهر را اثبات کرد.
منبع
Dessane, B., Smirani, R., Bouguéon, G., et al., 2020. Nucleotide lipid-based hydrogel as a new biomaterial ink for biofabrication. Scientific Reports, 10(1), p.59632. doi:10.1038/s41598-020-59632-w.