PLLA/ Gel@BBR Трехмерный наностент: моделирование микросреды внутреннего уха для защиты волосяных клеток от повреждения пенициллином

Предыстория исследования и конструкция материала

Звуковая нейронная потеря слуха (SNHL) является наиболее распространенным типом нарушения слуха в клинической практике, основными патологическими характеристиками которого являются необратимые повреждения улиточных волосяных клеток (HCs) и спиральных нейронов (SGNs). Поскольку волосяные клетки внутреннего уха млекопитающих не обладают внутренней регенеративной способностью, повреждение часто приводит к постоянной потере слуха. В последние годы двумерная (2D) культурная система добилась прогресса в поддержке регенерации слуховых клеток, но регенерированные волосяные клетки не могут сформировать зрелый функциональный статический пучок ресничков и установить синаптические связи со спиральными нейронами, что затрудняет достижение реального физиологического восстановления слуха. Создание трехмерной (3D) системы, способной воспроизводить микросреду внутреннего уха, стало ключевым направлением для изучения стратегий лечения SNHL.

В этом контексте исследователи используют полилеворотационную латексную кислоту (PLLA) и желатин (Gel) в качестве основы для подготовки двумерной нановолокнистой пленки с помощью технологии электростатического прядения, а затем замораживают и сушат, успешно превращая ее в трехмерную PLA / Gel@BBR Нано – кронштейн. Этот стент загружает BBR (барбарициллин) и предназначен для построения модели органов внутреннего уха и оценки его защитного воздействия на рост волосяных клеток и токсичность для ушей, вызываемую пенициллином (нео).

Ключевые открытия и свойства материала

Результаты показывают, что органы внутреннего уха, построенные на основе трехмерного нано – кронштейна, могут эффективно имитировать физиологическую микросреду Corti – аппарата внутреннего уха. Система обладает способностью к лекарственному замедлению и защищает поврежденные слуховые клетки от токсического повреждения ушей. Это открытие дает перспективные идеи для разработки новых стратегий защиты слуховых клеток и лечения сенсорной нейронной потери слуха.

С точки зрения материала, композитный нанокронштейн PLLA / Gel сочетает в себе механическую регулируемость синтетического полиэфира с биологической активностью желатина, процесс замораживания и сушки дает ему трехмерную пористую структуру, способствующую инфильтрации клеток и передаче питательных веществ. Электростатическое прядение обеспечивает форму волокна наноуровня, которая имитирует топологические характеристики внеклеточной матрицы. Функция загрузки и замедления BBR еще больше расширяет потенциал использования стента в локальной терапии.

Значение для промышленности полимерных добавок

Хотя это исследование напрямую не связано с полимерными добавками, его материальная система предлагает новые идеи для применения медицинских полимеров в области восстановления слуха. В качестве разлагаемых медицинских высокомолекул PLLA в процессе переработки в нановолокна и трехмерные кронштейны чувствительность молекулярной цепи к тепловым, кислородным и технологическим напряжениям может повлиять на стабильность производительности конечного продукта. При проектировании медицинских высокомолекулярных материалов выбор устойчивости к погоде и антиоксидантов имеет практическое значение для поддержания соответствия производительности материала в процессе стерилизации, хранения и разложения в организме. Например, в таких технологических звеньях, как электростатическое прядение и замораживание и сушка, умеренное добавление антиоксидантов помогает подавлять термоксидное разложение PLLA, обеспечивая целостность формы волокна и структуры кронштейна. Кроме того, медицинские упаковочные материалы должны обеспечивать защиту кронштейнов от влаги, кислорода и других факторов во время транспортировки и хранения, что также предъявляет требования к барьерным свойствам и стабильности упаковочного материала.

Для разработчиков медицинских материалов, исследование предполагает, что при построении трехмерной нано – кронштейновой медицинской высокомолекулярной системы, в дополнение к сосредоточению внимания на биологической активности и функции медленного высвобождения лекарств, необходимо систематически оценивать стабильность материала в процессе обработки и стерилизации, рационально использовать стратегии стабилизации и антиоксидантов для обеспечения последовательности партий и клинической безопасности продукта. В будущем, с углублением исследований органов внутреннего уха и трехмерных стентов, медицинские высокомолекулярные материалы, как ожидается, будут играть более важную роль в области акустической нейронной потери слуха.

Источник: The PLLA/ Gel@BBR 3D Nanoscaffold Protects Hair Cells From Neomycin Damage by Reducing Oxidative Stress， Обработано химикатами Herun.