Hidrogel dengan sisir molekuler bergigi halus dapat membuat implan pemantauan glukosa yang tahan lama – ScienceDaily

Hidrogel dengan sisir molekuler bergigi halus dapat membuat implan pemantauan glukosa yang tahan lama – ScienceDaily

[ad_1]

Dalam sebuah studi baru yang dipublikasikan secara online di jurnal American Chemical Society (ACS) Bahan Polimer Terapan, para ilmuwan di Texas A&M University melaporkan bahwa mereka telah merancang membran hidrogel yang dapat digunakan untuk menampung bahan penginderaan glukosa optik, untuk membangun biosensor untuk memantau kadar gula pada penderita diabetes.

Dengan menggabungkan rantai molekuler tipe sisir yang menjuntai dalam jenis hidrogel yang disebut poli (N-isopropylacrylamide) atau poli NIPAAm, mereka menunjukkan bahwa membran dapat mencegah kebocoran molekul berukuran kecil, seperti yang untuk penginderaan glukosa, sementara masih memungkinkan glukosa berdifusi bebas masuk dan keluar.

Ketika siap untuk penggunaan klinis, para peneliti mengatakan membran ini dapat digunakan untuk membentuk biosensor yang dapat dengan mudah ditanamkan di bawah kulit pergelangan tangan dan mungkin menawarkan alternatif yang lebih nyaman untuk implan transdermal, yang sebagian berada di luar kulit. Selain itu, tidak seperti implan transdermal yang perlu diganti setiap beberapa minggu, jenis implan subkutan ini mungkin hanya perlu diganti setiap beberapa bulan.

“Kami telah melakukan banyak pekerjaan pada bahan hidrogel dengan melihat sifat mekanis dan reaksi benda asing, tetapi tujuan utama kami selalu menggunakan membran poli NIPAAm untuk membangun biosensor glukosa subkutan,” kata Dr. Melissa Grunlan, profesor dan pemegang dari Profesor Charles H. dan Bettye Barclay di Departemen Teknik Biomedis. “Dalam studi ini, kami telah mampu menyesuaikan sifat difusi hidrogel ini yang sebelumnya telah kami identifikasi sebagai kandidat yang menjanjikan untuk membangun biosensor glukosa yang berfungsi dalam jangka panjang.”

Poly NIPAAms adalah golongan hidrogel organik yang memiliki tekstur lembut, seperti lensa kontak. Salah satu sifat mereka yang menarik adalah mereka dapat mengalami pembengkakan dan pembengkakan siklis dengan fluktuasi suhu yang kecil di dalam tubuh. Karena permukaannya berubah secara dinamis dengan suhu, mereka menghalangi perlekatan sel dan biomolekul. Mekanisme aktif membersihkan diri ini membuat hidrogel poli NIPAAm menarik untuk implan karena meminimalkan serangan dari sistem kekebalan.

Untuk menggunakan membran poli NIPAAm untuk memantau gula darah, ia harus menampung cukup molekul atau tes penginderaan glukosa. Lebih lanjut, umur panjang hidrogel juga bergantung pada kemampuan membran untuk mempertahankan molekul uji ini tanpa bocor keluar.

“Bayangkan hidrogel NIPAAm seperti sweter rajutan di mana celah di antara mata jaring dibentuk oleh jahitan silang. Saat ini, ruang atau jendela di hidrogel ini terlalu besar, sehingga molekul uji masuk,” kata Grunlan. “Jika pengujian terus berlanjut seperti ini, kita tidak akan memiliki sensor yang berfungsi lama.”

Oleh karena itu, Grunlan dan timnya memfokuskan upaya mereka dalam menyempurnakan sifat poli NIPAAms untuk membatasi kebocoran molekul penginderaan glukosa sambil tetap membiarkan glukosa berdifusi bebas melalui hidrogel.

Untuk mengurangi ukuran celah, para peneliti memasukkan molekul yang menggantung dengan muatan, panjang dan konsentrasi yang berbeda ke hidrogel poli NIPAAm. Ketika dimasukkan ke dalam hidrogel, molekul-molekul ini membuat penghalang berbentuk sisir, yang giginya dirancang untuk memblokir difusi molekul berukuran kecil. Untuk menguji apakah arsitektur seperti sisir ini dapat membatasi difusi sensor glukosa, mereka juga menempatkan di dalam hidrogel, molekul yang diberi tanda fluoresen yang disebut dekstran, yang berfungsi sebagai proxy untuk molekul penginderaan glukosa. Selanjutnya, mereka menempatkan hidrogel ke dalam air dan mengukur jumlah fluoresensi di dalam air akibat bocornya dekstran dari hidrogel.

Para peneliti menemukan bahwa ketika mereka menggunakan molekul bermuatan negatif yang disebut poli (asam 2-akrilamido-2-metil-1-propanesulfonat) atau PAMP, sisir mencegah difusi dekstran. Selain itu, mereka juga mengamati bahwa molekul glukosa tidak terhalang dalam aliran masuk dan keluar hidrogel.

Grunlan mencatat bahwa sekarang mereka memiliki bukti konsep bahwa hidrogel mereka dapat mengekang kebocoran dekstran kecil, langkah selanjutnya dalam penelitian mereka adalah membangun biosensor dengan molekul penginderaan glukosa yang terkandung di dalam membran.

“Meskipun penelitian kami saat ini tidak melibatkan molekul penginderaan sebenarnya, penelitian ini sangat meyakinkan dan tepat menunjukkan kepada Anda apa yang dapat dilakukan arsitektur sisir untuk hidrogel untuk membatasi difusi,” kata Grunlan. “Ini adalah studi sistematis untuk menunjukkan keefektifan pendekatan kami dan kemungkinan memperluas temuan kami ke bidang penelitian lain selain penginderaan glukosa di mana hidrogel dengan difusi terbatas perlu dirancang.”

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas A&M Texas. Asli ditulis oleh Vandana Suresh. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Lagu Togel

Author Image
adminProzen