Protein Serangga Menginspirasi Bahan Baru untuk Mengobati Gangguan Vokal

Kekuatan super tidak pernah terdengar di dunia serangga. Kekuatan kekuatan, kemampuan suara dan melompat semuanya dibuat umum oleh protein alami yang disebut resilin. Sekarang para peneliti di Universitas Delaware percaya resilin mungkin menjadi kunci untuk membuka kunci kekuatan regeneratif dari jaringan mekanis aktif tertentu pada manusia.

coachoutletonlineeco – Seekor belalang panjang satu inci bisa melompat sejauh sekitar 20 inci. Cicadas dapat menghasilkan suara pada frekuensi yang sama dengan gelombang radio. Kutu yang hanya berukuran milimeter bisa melompat 100 kali tinggi dalam mikrodetik. Bagaimana mereka melakukannya? Mereka menggunakan protein alami yang disebut resilin bola online.

Resilin adalah protein dalam struktur komposit yang ditemukan di sendi kaki dan sayap, dan suara yang menghasilkan organ-organ serangga. Sangat elastis, ia merespon kecepatan yang sangat tinggi dan menunjukkan ketahanan yang tak tertandingi setelah diregangkan atau berubah bentuk.

Kristi Kiick, profesor ilmu material dan teknik dan teknik biomedis di University of Delaware, percaya bahwa protein yang tidak biasa ini juga dapat menjadi kunci untuk membuka kunci kekuatan regeneratif dari jaringan mekanis aktif tertentu.

Melalui dukungan dari National Science Foundation dan National Institutes of Health (NIH), kelompok riset Kiick telah mengembangkan bahan-bahan mirip resus sel-interaktif baru yang memiliki sifat mekanik yang mirip dengan protein alami dan yang direkayasa untuk mendukung pertumbuhan beberapa jenis sel.

Kiick telah bekerja sama dengan Xinqiao Jia, profesor ilmu material dan teknik dan teknik biomedis, untuk mengeksplorasi potensi bahan-bahan seperti resilin ini untuk mengobati gangguan pita suara pada manusia.

Lipatan vokal bergetar lebih dari 100 kali per detik pada frekuensi yang sangat tinggi, memungkinkan manusia untuk membentuk kata-kata dan berbicara. Lipatan vokal yang rusak dapat merusak produksi suara, yang mengakibatkan masalah perawatan kesehatan yang mahal. Menurut perkiraan NIH, biaya sosial masalah suara di guru sendiri adalah pada urutan $ 2,5 miliar per tahun di Amerika Serikat.

Pengembangan bahan baru untuk mengobati gangguan pita suara, bagaimanapun, telah terhambat oleh persyaratan mekanis yang ketat dari pita suara, yang meliputi kemampuan untuk mempertahankan deformasi pada frekuensi setinggi 1.000Hz, dan juga untuk sepenuhnya mundur setelah peregangan hingga 200 persen.

Melalui dukungan dari National Institute on Deafness dan Other Communication Disorders (NIDCD), kelompok penelitian Jia telah membuat kemajuan yang signifikan terhadap teknik lipatan vokal buatan melalui kombinasi strategis sel multipoten, matriks hidrogel biomimetik dan bioaktif dan stimulasi getaran frekuensi tinggi eksternal.

Peralatan canggih, seperti alat gelombang torsional, telah memungkinkan kelompoknya untuk menganalisis sifat mekanik berbagai jaringan lipatan vokal dan bahan pengganti pada frekuensi fonasi.

Untuk melengkapi pekerjaan ini, kelompok riset Kiick telah mengembangkan hidrogel polipeptida baru yang menampilkan karakteristik dan kemampuan yang serupa dengan mitra resilin alaminya. Hidrogel tidak hanya meniru sifat mekanik resilin secara alami, tetapi juga telah direkayasa untuk mengandung modul yang mendukung adhesi sel dan memungkinkan degradasi, faktor penting dalam memungkinkan pertumbuhan jaringan asli ke dalam gel.

Elemen penting dari proyek ini adalah kerja kolaboratif dari kelompok-kelompok Kiick dan Jia, yang “akan memungkinkan kita untuk merancang materi baru, mengembangkan metode untuk mengkarakterisasi dan bahan budaya pada frekuensi tinggi, dan kemudian menguji kelas baru ini bahan-bahan untuk penyembuhan pita suara jaringan, ”jelas Kiick, peneliti utama pada hibah NIH mendanai pekerjaan.

Sekarang, Kiick dan Jia sedang mempelajari bahan-bahan ini untuk menentukan apakah mereka dapat digunakan dalam regenerasi pita suara. Tim peneliti berencana untuk mengkultur sel induk mesenchymal manusia (hMSCs), diambil dari sumsum tulang pasien dewasa, dalam matriks di bawah getaran seperti yang dialami dalam pita suara untuk menentukan apakah sel-sel menjadi jenis sel yang ditemukan di pita suara. Mereka juga akan menyelidiki apakah matriks sel-gel menunjukkan sifat biokimia dan mekanik seperti jaringan pita suara yang sehat.

Sebagai langkah terakhir, para peneliti akan bekerja dalam kolaborasi dengan spesialis lipatan vokal Susan Thibeault dan Timothy McCulloch, di University of Wisconsin Madison, untuk menguji kemampuan bahan-bahan baru ini sebagai terapi suntik untuk menyembuhkan jaringan parut lipatan vokal dalam model laboratorium.

“Selain potensi penggunaannya untuk gangguan pita suara, kami gembira bahwa polipeptida baru ini pada akhirnya dapat berguna sebagai platform umum dalam desain bahan untuk aplikasi pengobatan regeneratif yang secara mekanis menuntut,” tambah Kiick.

Comments are closed