东京大学研究生院、理化学研究所和北海道大学研究生院的研究小组发现了一种新的相分离现象“凝胶-凝胶相分离”,并利用这种现象制造出了世界上第一个含水量的聚乙烯99%,很难与水混合,我们成功合成了乙二醇(PEG)凝胶。有望作为新型组织再生材料应用于医学领域。
由于疾病或衰老而丧失功能的组织的再生需要一个支架作为细胞定植和增殖的基础。然而,生物来源的支架材料存在异物反应和感染的风险,而人工合成材料的生物相容性较低,细胞难以定植。
研究小组利用新发现的“凝胶-凝胶相分离”现象,开发出一种由99%水和1%合成聚合物PEG组成的凝胶(水凝胶)材料。 “凝胶-凝胶相分离”是指含水量为99%的均匀凝胶分离成两相的现象:稠凝胶(具有致密的网络)和稀凝胶(具有疏松的网络)。
迄今为止,PEG一直被认为是亲水性的并且细胞粘附性能较差。然而,经过凝胶-凝胶相分离的PEG凝胶具有海绵状结构并含有99%的水,但表现出像油一样排斥水的疏水性。得到了违反直觉的结果:含水量越高,凝胶-凝胶相分离程度越明显,与水的相容性越差。在将该材料植入模型动物皮下的实验中,细胞从周围区域侵入,并形成了含有血管的脂肪组织。这极大地扩展了 PEG 凝胶作为组织再生支架材料的潜力。
慢性伤口和糖尿病足溃疡等疾病会显着降低患者的生活质量 (QOL) 并增加治疗成本。研究小组认为,新发现的凝胶材料的应用将导致这些疾病的治疗方法取得重大进展。