211service.com
Organen laten groeien en wonden helpen genezen
Een rekbare nieuwe stof gemaakt door de eiwitten in spierweefsel aan elkaar te koppelen, zou een steiger kunnen bieden voor het laten groeien van nieuwe organen. Het kan ook worden gebruikt als coating voor verband om wonden te helpen snel en met minder littekens te genezen. De stof is gemaakt in het laboratorium van Kevin Kit Parker , een professor aan de Harvard School of Engineering and Applied Science.
Eiwitpatroon: Deze computerweergave toont rimpelingen op stof gemaakt van eiwit. Dergelijke weefsels zouden kunnen worden gebruikt als steigers voor het kweken van organen.
Wanneer het lichaam nieuw weefsel aanmaakt, scheiden cellen fibronectine af - een sterk, rekbaar type eiwit dat als ondersteunende ondersteuning fungeert. De vorm en structuur die fibronectine aanneemt, stuurt de daaropvolgende groei van nieuwe cellen, waardoor het resulterende weefsel de juiste vorm krijgt.
Het team van Parker maakt de stof door fibronectinemoleculen af te zetten op een waterafstotend polymeeroppervlak. Hierdoor ontrafelen de eiwitten, die normaal gebundeld zijn. Vervolgens wordt de eiwitlaag op een oplosbaar, wateraantrekkend polymeervel bovenop een stuk glas gestempeld. Door water toe te voegen en het mengsel op kamertemperatuur te brengen, worden de eiwitten aan elkaar gekoppeld om de stof te vormen. Het lost ook het polymeer op, zodat de stof kan worden afgepeld en verzameld.
Het team maakte stalen van materiaal van 10 nanometer dik en ongeveer 2,5 centimeter breed. De onderzoekers kunnen de architectuur en mechanische eigenschappen van de stof controleren door verschillende eiwitten te gebruiken of de manier waarop ze zijn uitgelijnd te veranderen.
Verschillende onderzoeksgroepen ontwikkelen manieren om vervangend weefsel in het laboratorium te laten groeien, maar een grote uitdaging is om de juiste richting te geven voor de groei van nieuwe cellen. Onderzoekers hebben eerder cellulaire steigers gemaakt door de levende cellen uit geoogste levers en harten te spoelen en door cellulaire skeletten te maken die zijn gemaakt van polymeren.
Door de nieuwe scaffold vanaf het eiwit op te bouwen, kan het team van Parker richtingaanwijzingen programmeren in de architectuur van de scaffold, en zo de groei van cellen in de gewenste richting sturen. Door gebruik te maken van natuurlijke eiwitten in plaats van synthetische polymeren of van cellen ontdane organen, wordt de kans kleiner dat het nieuwe weefsel wordt afgestoten zodra het is geïmplanteerd.
In één experiment kweekte het onderzoeksteam hartspiercellen bovenop een stuk afgewerkte stof. Het weefsel zorgde ervoor dat de spiercellen met elkaar verbonden werden om een weefsel te vormen dat, wanneer elektrisch gestimuleerd, een week lang klopte.
Het is een heel slimme aanpak, zegt Juan Hinestroza , assistent-professor en directeur van het Textiles Nanotechnology Laboratory aan de Cornell University. De besturing van de architectuur van de steiger is echt heel nieuw. En de schaalbaarheid - u kunt het gebruiken om grotere patronen te maken.
Anders dan het bouwen van driedimensionale steigers voor orgelreconstructie, zou het nieuwe weefsel kunnen worden ingebed in verband, waardoor wondgenezing wordt versneld en littekenvorming wordt geminimaliseerd.
Het materiaal kan ook andere nieuwe toepassingen vinden. Een aantrekkelijk kenmerk is de ongewone elasticiteit. Het fibronectine-eiwit, dat de basisdraad van de stof vormt, maakt deel uit van de moleculaire machinerie die spieren in staat stelt samen te trekken en te ontspannen.
[Fibronectine] wordt samengedrukt als een veer wanneer je je spier samentrekt, en wanneer je ontspant, duwt het het terug, zegt Parker. Deze structuur geeft de stof zijn elasticiteit en zorgt ervoor dat hij tot 18 keer zijn oorspronkelijke lengte kan worden uitgerekt. Als je aan de stof trekt, vouw je de eiwitten open, wat voor extra stevigheid zorgt, zegt Parker.
Het team van Parker onderzoekt de mechanische eigenschappen van de nieuwe stof en onderzoekt de sterkte en rekbaarheid ervan. Met de nieuwe stempelmethode zouden ze grotere, complexere stoffen kunnen maken. De basistechnologie is uitgevallen, zegt Parker. Nu moeten we de spin-outtoepassingen vergemakkelijken.