Поликарбонат полиуретан, содержащий аскорбиновую кислоту, обеспечивает антиоксидантную биологическую активность стента сердечного клапана в тканевой инженерии

Предыстория исследования и конструкция материалов

Разработка искусственного сердечного клапана сталкивается с множеством проблем: природная среда клапана сложна и может легко привести к снижению долговечности клапана. Текущие стратегии включают в себя противокальцификационную обработку перикардовых тканей, разработку долговечных полимеров, которые могут подавлять окислительное разложение и растрескивание под напряжением, а также введение абсорбируемых стентов для формирования стабильной функциональной ткани через тканевую инженерию. В этом контексте исследование, опубликованное в Journal of Biomedical Materials Research Part A, синтезировало и представило полиуретан, содержащий аскорбиновую кислоту, предназначенную для обеспечения разлагаемых стентов с антиоксидантными свойствами для альтернатив тканевому сердечному клапану (TEHV).

Исследование смешивает поликарбонат – аскорбиновый полиуретан (PCAU) с поликарбонатом полиуретановой мочевины (PCUU) в микропористые стенты и оценивает влияние PCAU на механические свойства, разложение, клеточную активность, кальцификацию и бактериальную адгезию in vitro, а также оценивает реакцию первичных тканей в организме в подкожной модели молодых крыс.

Ключевые открытия и данные

Исследования показывают, что при смешивании PCAU и PCUU в масштабе 25: 75 (PCAU – 25) механические свойства схожи с PCUU; Механическая прочность смеси с более высокой концентрацией PCAU недостаточна. PCAU – 25 демонстрирует более сильную ингибирующую способность к активному кислороду (ROS) вне организма, более высокую скорость разложения и снижает кальцификацию и бактериальную адгезию. В подкожной модели молодых крыс группы PCUU и PCAU – 25 показали незначительное кальцификацию через 4 недели; Но группа PCAU – 25 показала более выраженную инфильтрацию клеток и иммунный ответ, что, как предполагают исследования, может быть связано с ее ускоренной деградацией.

Впоследствии PCAU – 25 был изготовлен из полимерного кронштейна клапана и прошел базовую механическую и гидродинамическую оценку, которая показала, что его функции аналогичны функциям клапана PCUU, о которых сообщалось ранее. Эти результаты обеспечивают концептуальную проверку нового полиуретанового рецепта, который связывает аскорбиновую кислоту для достижения антиоксидантной биоактивности и демонстрирует возможность его преобразования в функциональные стенты TEHV.

Значение для полимерной промышленности

Исследование вводит аскорбиновую кислоту в основную цепь поликарбонатного полиуретана или систему смешивания, предлагая новые идеи для антиоксидантного проектирования медицинских полимерных материалов. В области медицинских и оздоровительных материалов, особенно в тканевых инженерных кронштейнах и имплантируемых устройствах, окислительная деградация является одним из ключевых факторов, влияющих на долгосрочную стабильность. Обеспечивая антиоксидантную биологическую активность материала путем смешивания, сохраняя при этом обрабатываемые механические свойства, это имеет справочную ценность для стабилизации погоды и применения антиоксидантов в медицинских высокомолекулах. Примечательно, что ускоренное разложение PCAU – 25 в исследовании, хотя и снижает кальцификацию, также вызывает более выраженный иммунный ответ, предполагающий тонкое регулирование формулы при балансировании скорости разложения с тканевой совместимостью. Кроме того, материал демонстрирует сходство с PCUU в гидродинамических испытаниях клапанных стентов, что указывает на то, что смешивание модификаций не жертвует основными механическими функциями и обеспечивает путь для последующей разработки медицинских высокомолекулярных формул. В целом, это исследование демонстрирует потенциал функционального полиуретана аскорбиновой кислоты в тканях сердечного клапана, а также подчеркивает важность антиоксидантных стратегий при проектировании медицинских высокомолекулярных стентов. Для тех, кто занимается медицинскими материалами, медицинскими высокомолекулярными, устойчивыми к погоде и антиоксидантами, эта работа является примером сочетания биологически активных молекул с полиуретановой системой, которая заслуживает дальнейшего внимания при разработке формулы и оценке производительности.

Источник: An Ascorbic‐Acid Containing Poly(Carbonate) Urethane With Antioxidant Bioactivity for Application in Heart Valve Scaffold Development， Обработано химикатами Herun.