Forskere injicerer nanofiberkugler, der transporterer celler ind i sår for at dyrke væv

For første gang, videnskabsmænd har lavet stjerneformede, biologisk nedbrydelige polymerer, der kan samles selv til hule, nanofiber kugler, og når kuglerne injiceres med celler i sår, disse sfærer nedbrydes biologisk, men cellerne lever videre for at danne nyt væv.

At udvikle denne nanofiberkugle som en cellebærer, der simulerer cellens naturlige vækstmiljø, er et meget betydeligt fremskridt inden for vævsreparation, siger Peter Ma, professor ved University of Michigan School of Dentistry og hovedforfatter på en artikel om forskningen, der er planlagt til avanceret onlinepublikation i Naturmaterialer . Medforfattere er Xiaohua Liu og Xiaobing Jin.

Det er meget vanskeligt at reparere væv, og succes er ekstremt begrænset af mangel på donorvæv, siger mor, som også har en ansættelse på Ingeniørhøjskolen U-M. Proceduren giver håb til mennesker med visse typer bruskskader, som der ikke er gode behandlinger for nu. Det giver også et bedre alternativ til ACI, som er en klinisk metode til behandling af bruskskader, hvor patientens egne celler sprøjtes direkte ind i patientens krop. Kvaliteten af ​​vævsreparationen ved ACI-teknikken er ikke god, fordi cellerne injiceres løst og ikke understøttes af en bærer, der simulerer det naturlige miljø for cellerne, siger mor.

For at reparere komplekse eller mærkeligt formede vævsdefekter, en injicerbar cellebærer er ønskelig for at opnå nøjagtig pasform og for at minimere kirurgi, han siger. Ma's laboratorium har arbejdet på en biomimetisk strategi for at designe en cellematrix --- et system, der kopierer biologi og understøtter cellerne, når de vokser og danner væv --- ved hjælp af biologisk nedbrydelige nanofibre.

Ma siger, at de nanofibrøse hule mikrosfærer er meget porøse, som gør det nemt at trænge næringsstoffer ind, og de efterligner funktionerne af cellulær matrix i kroppen. Derudover nanofibrene i disse hule mikrosfærer genererer ikke meget nedbrydningsbiprodukter, der kan skade cellerne, han siger.

De nanofibrøse hule kugler kombineres med celler og sprøjtes derefter ind i såret. Når nanofibersfærerne, som er lidt større end de celler, de bærer, nedbrydes på sårstedet, cellerne, de bærer på, er allerede kommet godt i gang med at vokse, fordi nanofiberkuglerne giver et miljø, hvor cellerne naturligt trives.

Denne tilgang har været mere vellykket end den traditionelle cellematrix, der i øjeblikket anvendes til vævsvækst, han siger. Indtil nu, der har ikke været nogen måde at gøre sådan en matrix injicerbar, så den er ikke blevet brugt til at levere celler til kompleksformede sår.

Under test, nanofiberreparationsgruppen voksede så meget som tre til fire gange mere væv end kontrolgruppen, siger mor. Næste trin er at se, hvordan den nye cellebærer virker i større dyr og i sidste ende hos mennesker til at reparere brusk og andre vævstyper.