Команда инженеров 3-D-функциональных костных тканей
Доктор Akhilesh K. Gaharwar, доцент, разработал биоинкографию с высокой степенью печати для платформы для создания функциональных тканей анатомического масштаба. Это исследование было недавно опубликовано в Прикладных материалах и интерфейсах Американского химического общества .
Bioprinting является новое присадки производства подхода , который принимает биоматериалы , такие как гидрогели и объединяют их с клетками и факторами роста, которые затем отпечатанными для создания ткани -like структур, имитирующих натуральные ткани.
Одним из применений этой технологии может быть разработка костных трансплантатов для конкретных пациентов , область, которая привлекает внимание исследователей и врачей. Управление костных дефектов и травм с помощью традиционных методов лечения , как правило, медленно и дорого. Гэхарвар сказал, что разработка заменителей костной ткани может создать новые захватывающие методы лечения пациентов, страдающих артритом, переломами костей , зубными инфекциями и черепно-лицевыми дефектами.
Биопечать требует загруженных в клетку биоматериалов, которые могут протекать через сопло, как жидкость, но затвердевать почти сразу после их отложения. Эти биоинкены должны действовать как в качестве клеточных носителей, так и в качестве структурных компонентов, что требует высокой степени их печати, обеспечивая при этом надежную и дружественную клеткам микросреду. Однако в настоящее время биоинксам не хватает достаточной биосовместимости, пригодности для печати, структурной стабильности и тканеспецифических функций, необходимых для перевода этой технологии в доклинические и клинические применения.
Для решения этой проблемы исследовательская группа Gaharwar возглавляет усилия по разработке передовых биоинкс, известных как наноинженерные ионно-ковалентные запутывания (NICE) биоинкс. NICE bioinks представляют собой комбинацию двух методов усиления (неармирования и ионно-ковалентной сети), которые вместе обеспечивают более эффективное усиление, что приводит к гораздо более прочным структурам.
Доктор Ахилеш Гахарвар и его междисциплинарная команда находят новые пути к разработке и производству 3D-биопечати костной ткани для регенерации кости. Credit-Texas A & M Engineering Кредит: Техасский технический университетский колледж A & M
Как только биопечать завершена, сети NICE, загруженные сотами, сшиваются для формирования более прочных каркасов. Этот метод позволил лаборатории производить полномасштабные, благоприятные для клеток реконструкции частей человеческого тела, включая уши, кровеносные сосуды, хрящи и даже костные сегменты.
Вскоре после биопечати в замкнутые клетки начинают поступать новые белки, богатые хрящевидным внеклеточным матриксом, который впоследствии кальцинируется с образованием минерализованной кости в течение трехмесячного периода. Почти 5 процентов этих печатных каркасов состояли из кальция, который похож на губчатую кость, сеть губчатой ткани, обычно обнаруживаемую в костях позвонков.
Чтобы понять, как эти биопечатаемые структуры индуцируют дифференцировку стволовых клеток, была использована методика геномики следующего поколения, называемая секвенированием целого транскриптома (RNA-seq). RNA-seq делает снимок всей генетической коммуникации внутри клетки в данный момент. Команда работала с доктором Иртишей Сингхом из Техасского центра медицинских наук A & M, который работал в качестве одного из исследователей.
