Kemampuan untuk meregenerasi dan membentuk pembuluh darah, garis hidup literal yang meluas jauh ke dalam jaringan lunak, tetap menjadi tonggak sejarah yang sulit dipahami dalam pengobatan regeneratif. Dikenal sebagai revaskularisasi jaringan, merangsang pertumbuhan pembuluh darah dan pembentukan pola pada jaringan yang rusak atau berpenyakit dapat mempercepat bidang kedokteran regeneratif, menurut para peneliti Penn State.

Dengan hibah empat tahun senilai $3 juta yang diberikan oleh National Institutes of Health’s National Heart, Lung, and Blood Institute, teknik kimia Penn State dan peneliti bedah rekonstruktif berencana mengembangkan cara baru untuk membantu memulihkan kehilangan jaringan lunak pada pasien melalui dua koordinasi teknik revaskularisasi.

“Revaskularisasi jaringan adalah hambatan untuk pengobatan regeneratif,” kata peneliti utama Amir Sheikhi, asisten profesor teknik kimia di College of Engineering, yang juga berafiliasi dengan teknik biomedis. “Ini adalah penghargaan penting untuk seluruh bidang, karena kami berharap dapat mengembangkan cara baru yang fundamental untuk mengatasi masalah ini dengan menggunakan tim transdisipliner.”

Saat memperbaiki cedera traumatis, ahli bedah harus dapat memulihkan aliran darah dengan cepat ke cangkok, flap, dan scaffold yang direkayasa. Namun, hal ini tidak selalu dapat dilakukan dengan menggunakan teknik konvensional, menurut para peneliti.

Para peneliti berencana untuk menggabungkan kelas biomaterial hidrogel granular berbasis protein yang dipelopori oleh Sheikhi, dengan taktik bedah mikro yang dikenal sebagai mikropunktur vaskular, yang dikembangkan oleh rekan peneliti utama Dino Ravnic, Ketua Huck dalam Pengobatan Regeneratif dan Ilmu Bedah, profesor bedah di Penn State College of Medicine, dan seorang ahli bedah plastik di Penn State Health Milton S. Hershey Medical Center.

Perancah hidrogel massal -; jaringan polimer yang dapat menampung air dalam jumlah besar dengan tetap mempertahankan strukturnya -; telah digunakan selama beberapa dekade terakhir sebagai platform untuk memulihkan jaringan lunak selama perbaikan bedah, menurut Sheikhi, tetapi mereka sering mengalami efek vaskularisasi yang lambat dan acak saat implantasi.

Untuk mengatasi keterbatasan hidrogel massal, Sheikhi mengatakan dia berencana untuk merekayasa perancah hidrogel granular berbasis protein dengan menempelkan partikel hidrogel skala mikro satu sama lain.

“Dengan menyesuaikan ruang kosong di antara partikel hidrogel, kita dapat mengatur bagaimana sel berinteraksi satu sama lain dan berkumpul, memandu arsitektur jaringan dan pembentukan pembuluh darah baru,” kata Sheikhi.

Pada saat yang sama, para peneliti akan menerapkan micropuncture vaskular, di mana Ravnic dan timnya akan menusuk pembuluh darah dengan jarum mikro untuk mempercepat pembentukan pembuluh darah baru. Ukuran jarum yang kecil memastikan tidak ada pembekuan darah atau pendarahan yang signifikan.

“Pendekatan bedah mikro kami memungkinkan pembentukan pembuluh darah yang ditargetkan tanpa menggunakan faktor atau molekul pertumbuhan tambahan apa pun,” kata Ravnic. “Ini sangat relevan untuk memajukan rekayasa jaringan dan juga dalam merawat kondisi terkait pembuluh darah.”

Para peneliti pertama-tama akan menguji pendekatan mereka menggunakan sel manusia yang dikultur secara in vitro dari sampel pasien. Begitu mereka membangun pemahaman dasar tentang pendekatan di tingkat seluler, mereka akan mengujinya pada hewan pengerat.

Kombinasi kedua teknik tersebut, prediksi para peneliti, akan memungkinkan pembuluh darah baru terbentuk dengan cepat dengan cara yang terorganisir secara arsitektural. Formasi hirarkis -; organisasi pembuluh darah dari besar ke sedang ke kecil -; membantu mengatur aliran darah, menyebarkan oksigen dan memodulasi sel-sel kekebalan di seluruh jaringan lunak yang direkonstruksi atau terluka.

“Pola pembuluh darah harus menyerupai cabang pohon, dengan batang besar yang melebar menjadi cabang yang semakin kecil,” kata Sheikhi. “Alasannya adalah darah perlu mengalir dari pembuluh utama jauh di dalam jaringan melalui kapiler.”

Shayn Peirce-Cottler, profesor dan ketua teknik biomedis di University of Virginia, akan berkolaborasi dalam hibah tersebut.

By admin

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *