東京大學研究生院、理化學研究所和北海道大學研究生院的研究小組發現了一種新的相分離現象“凝膠-凝膠相分離”,並利用這種現象製造出了世界上第一個含水量的聚乙烯99%,很難與水混合,我們成功合成了乙二醇(PEG)凝膠。可望作為新型組織再生材料應用於醫學領域。
由於疾病或老化而喪失功能的組織的再生需要一個支架作為細胞定植和增殖的基礎。然而,生物來源的支架材料有異物反應和感染的風險,而人工合成的材料生物相容性較低,細胞難以定植。
研究團隊利用新發現的「凝膠-凝膠相分離」現象,開發出一種由99%水和1%合成聚合物PEG組成的凝膠(水凝膠)材料。 「凝膠-凝膠相分離」是指含水量為99%的均勻凝膠分離成兩相的現象:稠凝膠(具有緻密的網狀)和稀凝膠(具有疏鬆的網絡)。
迄今為止,PEG一直被認為是親水性的且細胞黏附性能較差。然而,經過凝膠-凝膠相分離的PEG凝膠具有海綿狀結構並含有99%的水,但表現出像油一樣排斥水的疏水性。與直覺相反的結果是,含水量越高,凝膠-凝膠相分離程度越明顯,與水的相容性越差。在將此材料植入模型動物皮下的實驗中,細胞從周圍區域侵入,並形成了含有血管的脂肪組織。這大大擴展了 PEG 凝膠作為組織再生支架材料的潛力。
慢性傷口和糖尿病足潰瘍等疾病會顯著降低患者的生活品質 (QOL) 並增加治療成本。研究團隊認為,新發現的凝膠材料的應用將導致這些疾病的治療方法取得重大進展。