Op- og nedture i regenerativ medicin

Nanoskalamanipulation på overfladen af ​​materialer kan stimulere celler til at differentiere sig til specifikke væv - hvilket eliminerer brugen af ​​vækst- eller transkriptionsfaktorer.

Forskere forsøger at finde måder at kontrollere cellulær respons in vitro ved at bruge konstruerede materialer i en kontinuerlig stræben efter at regenerere skadet eller sygt væv. Nylige undersøgelser har fundet, at materialernes struktur i nanoskala, hvorpå sådanne celler dyrkes, påvirke, hvor godt de formerer sig og udvikler sig til det væv, de er beregnet til at blive.

Forskere fra University of Malaya i Malaysia, Dr. Belinda Pingguan-Murphy et al., sammen med professor Sheikh Ali Akbar fra Ohio State University, gennemgået den seneste forskning om, hvordan topografierne i nanoskala påvirker cellulære regenerative reaktioner.

For eksempel, humane føtale osteoblastceller, der er involveret i knogledannelse, viste sig at vokse bedre på materialer, der havde små fremspring på deres overflader (11 nanometer i højden) sammenlignet med overflader, der enten var flade eller havde højere fremspring. De fæstnede sig også bedre til overflader med gruber i nanostørrelse, der var 14 nm eller 29 nm dybe sammenlignet med flade overflader og overflader med gruber, der var 45 nm dybe.

Forskning har også fundet ud af, at afstanden mellem fordybninger eller fremspring, og om de er tilfældige eller højt ordnede, også påvirker, hvordan osteoblaster og stamceller reagerer. Derudover rillede overflader i nanoskala udløser disse celler til at vokse i retning af rillerne.

Generelt, når et materiale udsættes for en biologisk væske, vandmolekyler binder sig hurtigt til overfladen efterfulgt af inkorporering af klorid og natriumioner. Proteiner adsorberer derefter til denne overflade. Den resulterende blanding af proteiner, såvel som deres tredimensionelle form og orientering i forhold til overfladetopografien, sender signaler til cellerne, der påvirker deres tilknytning og spredning.

Yderligere forskning på dette område kan føre til udvikling af kliniske proteser med topografier, der direkte kan modulere stamcelleskæbne, gør det muligt at skræddersy cellevækst og -udvikling til en specifik applikation uden brug af potentielt skadelige kemikalier, skriver forskerne i deres anmeldelse offentliggjort i tidsskriftet for Videnskab og teknologi af avancerede materialer . Imidlertid, udvikle lavpris, høj-output fremstillingsteknikker, der giver mulighed for udvikling af specifikke nano-topografier, er stadig en begrænsende faktor.