Een hydrogel die kan helpen bij het herstellen van beschadigde zenuwen

Een geleidende polymeer-hydrogel kan helpen bij het herstellen van beschadigde perifere zenuwen. Krediet: aangepast van ACS Nano 2020, DOI: 10.1021 / acsnano.0c05197

Verwondingen aan perifere zenuwen – weefsels die bio-elektrische signalen van de hersenen naar de rest van het lichaam verzenden – leiden vaak tot chronische pijn, neurologische aandoeningen, verlamming of invaliditeit. Nu hebben onderzoekers een rekbare geleidende hydrogel ontwikkeld die ooit zou kunnen worden gebruikt om dit soort zenuwen te herstellen als er schade is. Ze rapporteren hun resultaten in ACS Nano.

Verwondingen waarbij een perifere zenuw volledig is doorgesneden, zoals een diepe snee door een ongeval, zijn moeilijk te behandelen. Een veel voorkomende strategie, autologe zenuwtransplantatie genaamd, omvat het verwijderen van een deel van de perifere zenuw van elders in het lichaam en het naaien aan de uiteinden van de afgesneden zenuw. De operatie herstelt echter niet altijd de functie en soms zijn meerdere vervolgoperaties nodig. Kunstmatige zenuwtransplantaten, in combinatie met ondersteunende cellen, zijn ook gebruikt, maar het duurt vaak lang voordat zenuwen volledig hersteld zijn. Qun-Dong Shen, Chang-Chun Wang, Ze-Zhang Zhu en collega’s wilden een effectieve, snelwerkende behandeling ontwikkelen die autologe zenuwtransplantatie zou kunnen vervangen. Voor dit doel besloten ze om geleidende hydrogels te onderzoeken – door water gezwollen, biocompatibele polymeren die bio-elektrische signalen kunnen doorgeven.

De onderzoekers maakten een taaie maar rekbare geleidende hydrogel met polyaniline en polyacrylamide. Het verknoopte polymeer had een 3-D microporeus netwerk dat, eenmaal geïmplanteerd, zenuwcellen toestond om binnen te dringen en zich te hechten, waardoor verloren weefsel werd hersteld. Het team toonde aan dat het materiaal bio-elektrische signalen kon geleiden via een beschadigde heupzenuw die van een pad was verwijderd. Vervolgens implanteerden ze de hydrogel in ratten met verwondingen aan de heupzenuw. Twee weken later herstelden de zenuwen van de ratten hun bio-elektrische eigenschappen en verbeterde ze hun lopen in vergelijking met onbehandelde ratten. Omdat de elektriciteitsgeleidende eigenschappen van het materiaal verbeteren bij bestraling door nabij-infrarood licht, dat weefsels kan binnendringen, zou het op deze manier mogelijk kunnen zijn om de zenuwgeleiding en het herstel verder te verbeteren, aldus de onderzoekers.