211service.com
Regenerering af tabt brusk
Nøglen til at lokke celler til at regenerere kan være at gøre tingene lidt hårde for dem. Thomas Webster , en bioingeniør ved Brown University, har udviklet implanterbare materialer med nanoskala teksturer for at efterligne ruheden af levende væv.
Dyrkning af brusk: En bruskcelle vokser på en tekstureret overflade belagt med kulstof nanorør.
Nu har hans team fundet ud af, at bruskceller kan klæbe til og vokse tættere på en overflade dækket af kulstofnanorør, især når de også udsættes for elektrisk stimulation. Webster mener, at overflader, der indeholder kulstofnanorør, som ikke kun er teksturerede, men også er elektrisk ledende, kunne være en lovende strategi til at designe bruskimplantater.
Brusk har begrænset evne til at helbrede sig selv, så tab eller skade på dæmpningsvævet er et stort sundhedsproblem. Mange forskningslaboratorier har udviklet materialer, der efterligner bruskens egenskaber, såvel som stilladser, der kan sås med bruskceller uden for kroppen og derefter implanteres på stedet for brusktab. Men et af hovedproblemerne er at få en patients oprindelige brusk, et svampet og ret inert materiale, der mangler sin egen blodforsyning, til at binde sig til og integreres med et implantat.
For at konstruere en mere cellevenlig overflade brugte Websters team kulstof nanorør, som har en ru overflade og også let leder elektricitet. Forskerne blandede nanorørene til plader af polycarbonat-urethan, en FDA-godkendt polymer. Når de dyrkede bruskceller på disse plader, voksede cellerne tættere på den ru overflade versus på en glat polycarbonatoverflade.
Celler voksede endnu hurtigere, når nanorørene blev elektrisk stimuleret, selvom det ikke er klart hvorfor. De fleste mennesker tror, at det ændrer cellernes membranpotentiale, siger Webster, hvilket ville øge antallet af calciumioner - et vigtigt cellulært signal - der strømmer ind i cellen.
Hvorfor ser celler ud til at kunne lide ru overflader? Webster mener, at nanostrukturerne ændrer et materiales overfladeegenskaber og hjælper det med at tiltrække proteiner, som cellerne holder sig til. Hans arbejde med at skabe en nanostruktureret overflade til knogleimplantater er blevet licenseret af et opstartsfirma kaldet Nanovis, som håber at tage det med i menneskelige forsøg. Websters team har også vist, at celler af vaskulært væv kan klæbe bedre til nano-teksturerede overflader, som kunne bruges til at designe bedre vaskulære stenter. Han mener, at kulstof nanorør kunne inkorporeres i materialer, der bruges til at lave bruskimplantater.
Men Jennifer Elisseeff , en vævsingeniør ved Johns Hopkins University, er skeptisk over, at den nuværende undersøgelse, hvor bruskceller blev dyrket i et enkelt lag, har nogen relevans endnu for bruskregenerering. Brusk har virkelig brug for et 3-D stillads, forklarer hun, og det kan være svært at oversætte, hvordan celler opfører sig på en flad overflade til, hvordan de opfører sig i et tredimensionelt væv. Websters team er i øjeblikket ved at undersøge, om celler dyrket på denne måde er funktionelt aktive som bruskceller, og om de kan kombineres i flere lag.