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Andaime Gradientes: Encontrar o ambiente certo para células em desenvolvimento

Published on May 25, 2010 at 7:38 PM

As pessoas muitas vezes têm opiniões fortes sobre a firmeza "direito" de colchões para si, e, como se vê, alguns tipos de células têm preferências semelhantes para as suas estruturas de apoio. Agora, uma equipe de investigação do Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST) e pelo National Institutes of Health (NIH) desenvolveu uma forma de oferecer células um andaime tridimensional que varia em uma ampla faixa de graus de rigidez para determinar onde desenvolver as melhores.

* Sua técnica publicada recentemente é uma forma de rapidamente otimizar meios de crescimento 3D celular para atender as necessidades de desenvolvimento de tipos de células específicas para uma grande variedade de tecidos potencial de substituição de terapias.

Andaimes hidrogel experimentais preparados em NIST para cultivar células ósseas mostram claramente a dependência da mineralização óssea na rigidez do gel. Minerais depositados são mais densas no fundo dos géis de gradiente, que são progressivamente mais rígida de cima para baixo. Tiras são aprox. 1 X 6 cm. (. Cor adicionada para dar ênfase) Crédito: Chatterjee, NIST

Engenharia de tecidos é um campo relativamente novo que está a desenvolver métodos para crescer ou regenerar tecidos do corpo-pele, osso, cartilagem, vasos sanguíneos, talvez um dia órgãos para substituir os mesmo todo danificado por ferimento ou doença. Um dos principais desafios no campo é o desenvolvimento adequado tridimensional "andaimes", os materiais artificiais que pode conter células progenitoras do tecido e permitir-lhes ser alimentada e apoiada enquanto eles se multiplicam e se desenvolver em tecidos desejados. A pesquisa mostrou que as células muitas vezes necessidade de desenvolver em um ambiente 3D para que possam amadurecer e diferenciar adequadamente.

Hidrogéis-o mais familiar para a sua utilização em contato lentes hidrofílicas são um material promissor para andaimes tecido. Eles consistem de uma rede frouxa de cadeias de polímero que está inchado com água, na verdade, como a maioria dos tecidos do corpo, eles são na sua maioria água.

Mas, diz o cientista de materiais NIST Kaushik Chatterjee, decidir sobre um hidrogel é apenas o começo. "Agora você tem esses géis, que tipo de propriedades que você quer? O que você recebe o melhor tipo de tecido o que você procura em nosso caso, osso,? Estamos focados em rigidez, porque as células são conhecidas por perceber e responder às mudanças na rigidez de seu ambiente. "

Para testar isso, a equipe de pesquisa desenvolveu um método para criar amostras de um hidrogel típicos usados ​​na pesquisa biomédica, PEGDM **, onde a rigidez do gel aumenta suavemente de um lado da amostra para o outro. Esta abordagem, usando gradientes variando suavemente de compostos para testar muitas combinações possíveis ao mesmo tempo, é chamado de triagem combinatorial. NIST foi pioneira técnicas, para uma variedade de materiais *** problemas, mas esta pesquisa é uma das primeiras aplicações da triagem combinatorial de andaimes 3D para engenharia de tecidos. A equipe testou a técnica em células de rato-osteoblastos responsáveis ​​pela construção de ossos misturados com o gel PEGDM. Curiosamente, embora as taxas de sobrevivência celular foram maiores no final do suave tiras de teste e ficou progressivamente pior em direção às extremidades mais duras, diferenciação celular e mineralização, que são medidas de como as células realmente se transformar em tecido ósseo, fez o inverso. Menos células sobreviver em um gel duro, mas aqueles que são muito mais ativo na construção óssea. Que resultam, naturalmente, é específico para os osteoblastos, diz Chatterjee, "Estes são células ósseas e eles parecem gostar mais dura ambiente mais do que os mais macios, mas você pode aplicar algo semelhante a, digamos, células nervosas, e eles podem, como o mais mole mais. "

Além disso, observam os pesquisadores, o gradiente de rigidez gel induzido um gradiente correspondente na mineralização do tecido. Esta é potencialmente importante, dizem eles, porque muitas vezes o tecido gradientes ocorrem naturalmente nas interfaces, por exemplo, os dentes ou ligamentos, assim gradientes 3D andaime poderia ser uma ferramenta valiosa para os tecidos de engenharia classificados para a medicina regenerativa.

A pesquisa foi suportada pelo NIST e NIH.

Last Update: 6. October 2011 17:31

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