Zuckerwatte inspiriert neue Methode für das Tissue Engineering
Wir wissen, dass unsere Organe mit Blut unterstützt werden. Wir wissen, dass das Blut in unseren verschiedenen Zellen durch ein Netz von Blutgefäßen geliefert wird. Was wir nicht wissen, wie erstelle ich ein feines dreidimensionales Netz von Schiffen im Labor für biotechnologisch Gewebe ist. Forscher an der Vanderbilt University in unerwarteter Seite einen Hinweis gefunden: Zuckerwatte. Sie veröffentlichten ihre Ergebnisse nur in Advanced Healthcare Materials.
Labs haben für eine lange Zeit gewachsene Zellen in dünnen Blechen auf wässrige Gele Hydrogele genannt. Die Gele hat den Job liefern Nährstoffe und entfernt Abfall nehmen, aber nur auf sehr kurze Distanz. Wissenschaftler hatten Probleme die Kapillare Netzwerke, die nötig wäre, um dickere Gewebe unterstützen. Zellen fangen an, Form Kapillaren, aber diese Kapillaren sind langsamwüchsig und oft zu groß.
Jedes Gewebe abgeschnitten von diesem Unterstützungsnetzwerk sterben würde. Diese Tatsache frustriert jedes Labor versucht, biotechnologisch Gewebe wachsen. Um Gewebe der Dicke für Organe erforderlich machen, müssten Labs ein unglaublich komplexes Netzwerk von feine Kanäle erstellen – etwas mit fast eine Zuckerwatte Konsistenz.
Dieser Vergleich mit Zuckerwatte inspirierte Erstautor Leon Bellan zu gehen und kaufen eine Zuckerwatte-Maschine vom Ziel, benutzen, um seine eigenen Fäden zu spinnen. Er fand sie waren etwa die gleiche Größe wie Kapillaren — unter der Größe eines menschlichen Haares – so dass dies eine viel versprechende Methode für den Aufbau dieser so wichtigen Kanalstrukturen. Ein Punkt für Zucker.
Zucker ist leider nicht die Antwort auf alle Probleme des Lebens. Sie schafft ein Netz von Kanälen, die Zellen unterstützen könnte, aber löst es sich zu leicht. Also die Forscher die Zuckerwatte-Maschine beiseite und etwas spezielleren entworfen. Sie kamen mit einer Maschine, die ähnlich wie Zuckerwatte Maschinen gearbeitet, außer dass anstelle von Spinnen, Zucker, es dreht sich, ein Polymer, Poly(N-isopropylacrylamide) oder PNIPAM genannt. PNIPAM ruft zu einer Wolke aus Fasern gesponnen, und eine Lösung von menschlichen Zellen in Hydrogel übergossen wird. Schließlich härtet die Gelatine.
All dies geschieht bei 98,6 Grad Fahrenheit. Obwohl das ideale Körpertemperatur ist, die Hitze ist nicht nur zum Wohle der Zellen – es ist zum Wohle der PNIPAM. Das Polymer ist unlöslich in Wasser, wenn warm, aber wenn es 89 Grad unterschreitet, plötzlich löst es entfernt. Wenn es sich auflöst, hinterlässt es ein dichtes, umfangreiches Netz der Kanäle in die großen Klecks der Zellen, wodurch Sauerstoff und Nährstoff mit Flüssigkeit gepumpt werden können. Das könnte für Gewebe so dick wie jemand braucht je zu machen.
"Manche Leute im Bereich denken, dass dieser Ansatz ein wenig verrückt ist" sagte Bellan in einer Erklärung. "Aber jetzt wir gezeigt haben, können wir diese einfache Technik um mikrofluidischen Netze zu machen, die die dreidimensionale Kapillarsystem im menschlichen Körper in einer Zelle-freundliche Weise zu imitieren." Im Allgemeinen ist es nicht so schwierig, zweidimensionale Netze, aber hinzufügen, dass die dritte Dimension ist viel schwerer zu machen; mit diesem Ansatz stellen wir unser System so dreidimensional wie wir."
[Advanced Healthcare Materials, können Zuckerwatte Maschinen zur Herstellung von künstlicher Organs halten Schlüssel]
Bild: Vinc3PaulS von oben unten Bild: Bellan Lab / Vanderbilt.