Τα τελευταία χρόνια, πολλές μελέτες διερευνούν τον σχεδιασμό και τη χρήση θεραπευτικών τζελ για την επούλωση σοβαρών τραυμάτων. Αυτά ονομάζονται υδρογέλες και συνήθως αποτελούνται από μια πολυμερή ουσία παρόμοια με το ζελέ, που συγκρατεί πολύ νερό, η οποία μπορεί να ενισχυθεί με υδατοδιαλυτές ενώσεις, όπως φάρμακα, για διαφορετικούς ιατρικούς σκοπούς. Αν και προχωρά η έρευνα στο πεδίο, είμαστε ακόμα πολύ μακριά από ένα τζελ θεραπείας οστών γενικής χρήσης. Ωστόσο, μια Κινέζικη ερευνητική ομάδα σημειώνει μεγάλη πρόοδο. Σε μια πρόσφατη μελέτη τους, που δημοσιεύτηκε στο Advanced Functional Materials, οι ερευνητές παρουσίασαν τη χρήση μιας υδρογέλης για την αποκατάσταση των οστικών βλαβών που προκαλούνται από την οστεοπόρωση.
Μέχρι στιγμής οι θεραπευτικές λύσεις που προτείνονται για την οστεοπόρωση είναι διάφορα φάρμακα, όπως τα οιστρογόνα, τα διφωσφονικά κ. ά, τα οποία έχουν μειονεκτήματα, όπως αυξημένο κίνδυνο καρκίνου του μαστού, οστεονέκρωση της γνάθου, άτυπα κατάγματα του μηριαίου οστού, κ.ά. Επιπλέον, πολλά φάρμακα που αναπτύσσονται για τη θεραπεία των οστεοπορωτικών βλαβών των οστών, παρουσιάζουν παρενέργειες λόγω της μακροχρόνιας χρήσης τους και εξακολουθούν να είναι αμφιλεγόμενα.
Σύμφωνα με τους ερευνητές είναι ακόμα δύσκολο να επιτευχθεί το ιδανικό αποτέλεσμα μόνο με τη στόχευση ενός ή δύο παραγόντων της περίπλοκης διαδικασίας της επούλωσης κατά την αποκατάσταση των οστικών βλαβών εξαιτίας της οστεοπόρωσης.
Για να αντιμετωπίσουν τα παραπάνω προβλήματα οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα σύνθετο σύστημα υδρογέλης που περιέχει μικροσφαιρίδια φορτωμένα με φάρμακα. Τα μικροσφαιρίδια που αποτελούνται από πορώδες φωσφορικό ασβέστιο επικαλύπτονται αρχικά με πολυντοπαμίνη για να προστατευτούν από την αποικοδόμηση και στη συνέχεια με διοξείδιο του μαγγανίου (MnO2), το οποίο δρα ως ένας «στρατός» που απομακρύνει τα υπερβολικά ενεργά είδη οξυγόνου στο σημείο του τραυματισμού των οστών, που ρυθμίζει το pH, που βελτιώνει τις φλεγμονώδεις αποκρίσεις και που δημιουργεί ένα ευνοϊκό μικροπεριβάλλον. Στη συνέχεια τα μικροσφαιρίδια, φορτώθηκαν με φάρμακα που απελευθερώνονται αργά και διαλύθηκαν σε βιοσυμβατή υδρογέλη κατασκευασμένη από τροποποιημένα αμινοξέα. Η υδρογέλη σχεδιάστηκε έτσι ώστε όταν εφαρμόζεται σε βιολογικό περιβάλλον να αποικοδομείται αργά, παρέχοντας με συνεχή ροή μικροσφαιριδίων το φάρμακο στον ιστό, εν προκειμένω, τον αναστολέα της πρωτεΐνης ενεργοποίησης των ινοβλαστών (FAPi) που λειτουργούν ως η «κύρια δύναμη» που μπορεί γρήγορα να επιδιορθώσει τα οστεοπορωτικά ελαττώματα των οστών προάγοντας τον σχηματισμό οστών.
Σε ζωικά μοντέλα, οι ερευνητές παρατήρησαν την επούλωση των βλαβών των οστών όταν έλαβαν θεραπεία με τις υδρογέλες μέσα σε μια περίοδο 12 εβδομάδων. Τα ευρήματά δείχνουν ότι μια πολύπλευρη προσέγγιση για την επιδιόρθωση των οστεοπορωτικών βλαβών, προσαρμοσμένη στο μικροπεριβάλλον των οστών και με καθοδηγούμενη ανοσολογική απόκριση είναι μια πολλά υποσχόμενη μέθοδος για την αποκατάσταση των οστικών βλαβών. Εάν οι ερευνητές μπορέσουν να καλύψουν τις ελλείψεις των σημερινών υδρογελών και τις προσαρμόσουν έξυπνα στις διαδικασίες επιδιόρθωσης ιστών, τότε οι υδρογέλες θα αποτελέσουν το μέλλον της κλινικής θεραπείας.
Πηγή: Advanced Functional Materials (2022) DOI: 10.1002/adfm.202201067
