В недавнем исследовании ученые НИИ биологии Иркутского государственного университета совместно с коллегами из Петрозаводского государственного университета изучили иммунный ответ радужной форели на подкожную инъекцию желеобразного 2,5% полиакриламидного гидрогеля. Важной задачей исследования была оценка безопасности применения этого полимера в качестве каркаса для сенсорных микрокапсул, заполненных светящимся индикаторным веществом. Исследователи предположили, что иммунная реакция на покрытые полиакриламидом микрокапсулы может быть менее интенсивной или замедленной из-за того, что иммунным клеткам будет сложнее подобраться к введенным микрочастицам через слои гидрогеля.
Для того чтобы получить наиболее реалистичную оценку работоспособности гидрогеля в организме, нужно учитывать все возможные взаимодействия между имплантируемым материалом и окружающими живыми тканями в динамике. Поэтому наблюдение за состоянием микроимплантов посредством гистологического анализа непосредственно в тканях живых рыб в течение двух недель. Для этого делали инъекции гидрогеля со светящимися микрокапсулами в особый орган чувств лососевых рыб - жировой плавник. Эта кожная складка на спине рыбы, которая действует на подобии флюгера, который позволяет рыбе чувствовать направление течения воды. В жировом плавнике нет костей, а также он довольно прозрачен, что делает его отличным местом для имплантации всевозможных оптических устройств.
Проведенное исследование показало, что введение полужидкого полиакриламидного гидрогеля не оказало значительного влияния на общее здоровье рыб, о чем свидетельствует отсутствие изменений в синтезе провоспалительных сигнальных молекул в селезенке форели. В целом, наблюдения непосредственно в тканях живых рыб показало, что гель-золи полиакриламида могут расширить линейку возможных покрытий для микросенсоров, хотя и они не лишены недостатков, присущих и другим биоразлагаемым аналогами (такими как альгинат, хитозан и другие), поскольку пока еще не позволяют создавать оптические микроимпланты стабильные в течение месяцев.
Как пояснил директор НИИ биологии ИГУ, доктор биологических наук Максим Тимофеев: «Данная работа является продолжением серии исследований по разработке технологии применения имплантируемых устройств для медицинской и ветеринарной диагностики. Несмотря на широкие перспективы данного направления, нужно решить ряд довольно непростых задач, главная из которых - выбор материалов для покрытия сенсоров, обеспечивающих их стабильность и биосовместимость с тканями организма. Перспективы использования полужидких гидрогелей в качестве каркаса для инъекционных микродатчиков очень широки. И уже в ближайшем будущем именно они могут стать основой широкой линейки малоинвазивных методов in vivo мониторинга физиологических параметров в режиме реального времени как животных, так и человека».
