Silkestilladser og magnetisme til at generere knoglevæv og kunne bruge det i implantater

Journalen Materialia har for nylig offentliggjort resultatet af forskning udført af en gruppe forskere, herunder flere fra Institut for Fysisk Kemi ved UPV-EHU's Fakultet for Naturvidenskab og Teknologi og BCMaterials, og andre fra centre ved University of Minho (Portugal). I dette arbejde udviklede forskergruppen et nyt kompositmateriale, der kan bruges til vævsteknologi, specifikt til regenerering af knoglevæv. "Det ultimative mål med denne forskningslinje ville være at være i stand til at generere væv, der derefter kunne implanteres til behandling af knoglesygdomme, sagde José Luis Vilas-Vilela, leder af UPV/EHU's Institut for Fysisk Kemi og en af ​​forfatterne til denne undersøgelse.

Det udviklede materiale består af et stillads eller matrix, som igen består af en af ​​hovedkomponenterne i silke (fibroin), et biokompatibelt materiale af naturlig oprindelse, og som er fyldt med magnetiske nanopartikler. Formålet med at tilføje nanopartiklerne var at gøre materialet "magnetoaktivt", så de ville reagere, når et magnetfelt påføres dem og dermed overføre mekaniske og elektriske stimuli til cellerne. "Indsættelse af stimuli, som kan være elektrisk, magnetiske, mekanisk eller af anden type, har vist sig at fremme cellevækst og -differentiering, fordi denne procedure på en eller anden måde efterligner det cellulære mikromiljø og efterligner de stimuli, der opstår i det miljø, hvori cellerne udfører deres funktioner, " forklarede forskeren.

Positiv in vitro undersøgelse

Denne undersøgelse blev udført in vitro, og to metoder blev testet for at opnå fibroin-matrixen:i en, film blev skabt, og i den anden, en slags stof blev fremstillet ved at sammenvæve fibrene. "Dette er to ret gode metoder til at bygge dette stillads, som simulerer den ekstracellulære matrix, den støtte, som cellerne kan binde sig til for at vokse, " specificerede forskeren. De magnetoaktive nanopartikler indgår også i strukturen, da de er blevet inkorporeret i fibroinen. Så når vi anvender et magnetfelt, vi frembringer en reaktion fra disse nanopartikler, som vibrerer og dermed deformerer strukturen, de strækker det og overfører den mekaniske belastning til cellerne, " han sagde.

Denne ph.d. indehaver i kemi siger, at resultaterne har vist dem, at begge typer matrix eller stilladser "opmuntrer cellevækst; filmtypen fungerer bedre, cellerne vokser bedre, men mere end noget andet, vi har bekræftet, for første gang, at den magnetiske stimulus udøver en positiv effekt på cellevækst."

Dette har betydet et skridt fremad i denne forskningsgruppes forskningslinje i jagten på egnede materialer og metoder til vævsfremstilling. "Vi ved, at vores mål er langsigtet, og nu tager vi de første skridt. Vi udvikler forskellige typer materialer, stimuli og processer, så vi kan have midlerne til at opnå regenerering af forskelligt væv. Ud over, Ideen ville være at bruge stamcellerne fra patienterne selv og være i stand til at differentiere dem til den type celle, vi ønsker at danne vævet med, det være sig knogler, muskel, hjerte eller hvad der måtte være brug for. Det ville være det ultimative mål, som vi allerede tager væsentlige skridt mod, " han sagde.

For at nå det ultimative mål, denne forskergruppe skal møde forskellige udfordringer. De mest umiddelbare ville være, ifølge eksperten, "at kombinere forskellige stimuli og indsætte en variation i de allerede anvendte, såsom retningen, hvori deformationen af ​​den anvendte struktur påføres. Vi er også nødt til at udforske cellernes levedygtighed og funktionalitet, hvordan cellerne fodres, og hvordan det affald, de producerer, udvindes. Der er mange faktorer, hvor der skal gøres fremskridt, men det, der er opnået, ansporer os til at fortsætte, " konkluderede han.