Injectable hydrogels could prevent heart failure / Idrogel iniettabili potrebbero impedire l'insufficienza cardiaca.
Scientists at the University of Pennsylvania are developing hydrogels that can be injected into patients who have suffered heart attacks, preventing future heart damage.
After a heart attack, the walls of the organ thin out, the heart becomes larger, and scar tissue forms. These symptoms can lead to heart failure, but hydrogels can be used to shore up weakened areas and mitigate against further problems.
“Heart failure is a huge problem, and few therapies are available for these patients,” said study lead Professor Jason A Burdick, from the university’s Department of Bioengineering.
The hydrogels are based on hyaluronic acid (HA), a type of sugar molecule that occurs naturally in the body. The researchers modified the HA molecules by attaching adamantane and cyclodextrin groups to allow the gels to flow through catheters, and they added thiol and methacrylate groups to enable post-injection cross-linking to stiffen the hydrogel. According to the researchers, the final product has a consistency similar to jelly.
Gels were originally used in animal trials as a conduit for delivering cells into the heart to help repair damage. However, scientists noted that some animals showed improvements in heart function even when injected with gels containing no cells.
As a result, several labs are now experimenting with the treatment, including with two materials that are currently in clinical trials. Neither of these are from Burdick’s lab, but the gel he and his team are developing has additional capabilities, forming extra crosslinks between the polymer chains after injection, making it stiffer and helping it last longer.
“It’s important we all keep moving forward to figure out how this therapy could be used, because it’s different than any current treatment,” said Burdick.
Once the hydrogel formulation and delivery method has been finalised, the Penn University researchers hope to partner with a catheter firm to bring a product to market. Burdick’s team are one of several groups also working on hydrogels that contain drugs or cells that can help repair heart tissue.
ITALIANO
Gli scienziati della University of Pennsylvania stanno sviluppando idrogel che può essere iniettato in pazienti che hanno subito attacchi di cuore, per prevenire futuri danni al cuore.
Dopo un attacco di cuore, le pareti dell' organo diventano più sottili, il cuore diventa più grande, e si forma del tessuto cicatriziale. Questi sintomi possono portare a insufficienza cardiaca, ma gli idrogel possono essere utilizzati per sostenere le zone indebolite e mitigare ulteriori problemi.
"L'insufficienza cardiaca è un problema enorme, e poche terapie sono disponibili per questi pazienti", ha detto il responsabile dello studio, il professor Jason A Burdick, dal Dipartimento di Bioingegneria dell'Università.
Gli idrogel sono basati su acido ialuronico (HA), un tipo di molecola di zucchero che si trova naturalmente nel corpo. I ricercatori hanno modificato le molecole di HA attaccando Adamantane e ciclodestrina, gruppi chimici per consentire ai gel di fluire attraverso cateteri, e hanno aggiunto tiolo e gruppi metacrilato per consentire la reticolazione post-iniezione per irrigidire l'idrogel. Secondo i ricercatori, il prodotto finale ha una consistenza simile a gelatina.
I gel sono stati inizialmente utilizzati in studi su animali come un condotto per il rilascio delle cellule nel cuore per aiutare a riparare i danni. Tuttavia, gli scienziati hanno notato che alcuni animali hanno mostrato miglioramenti nella funzione cardiaca anche quando è stato iniettato del gel che non contiene cellule.
Come risultato, molti laboratori stanno sperimentando il trattamento, anche con due materiali che sono attualmente in sperimentazione clinica. Nessuno di questi sono stati utilizzati dal laboratorio di Burdick, ma il gel che lui e il suo gruppo stanno sviluppando ha funzionalità aggiuntive, formando legami crociati extra tra le catene polimeriche dopo l'iniezione, il che rende più rigido e aiutandolo a durare più a lungo.
"E 'importante che tutti noi andiamo avanti per capire come potrebbe essere usata questa terapia, perché è diverso da qualsiasi attuale trattamento", ha detto Burdick.
Una volta che il metodo di formulazione idrogel e l'applicazione sia stata finalizzata, i ricercatori dell'Università Penn sperano di collaborare con una ditta produttrice di catetere per portare un prodotto sul mercato. Il gruppo di Burdick sono è uno dei diversi gruppi di lavoro esperti anche in idrogel che contengono farmaci o cellule che possono aiutare la riparazione del tessuto cardiaco.
Da:
http://www.theengineer.co.uk/injectable-hydrogels-could-prevent-heart-failure/?cmpid=tenews_2565430
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