Магнитное поле и гидрогели можно использовать для выращивания нового хряща | Советы девушкам

Используя магнитное поле и гидрогели, группа исследователей из Медицинской школы Перельмана при Университете Пенсильвании продемонстрировала новый возможный способ восстановления сложных тканей тела, который может привести к более длительному лечению распространенных травм, таких как дегенерация хряща. Это исследование было опубликовано сегодня в Advanced Materials .

«Мы обнаружили, что можем расположить объекты, такие как клетки , таким образом, чтобы они могли генерировать новые сложные ткани без необходимости изменять сами клетки», – сказала первый автор исследования, Ханна Злотник, аспирантка в области биоинженерии, которая работает в Лаборатория ортопедических исследований МакКея в Пенсильвании. «Другим пришлось добавлять магнитные частицы к клеткам, чтобы они реагировали на магнитное поле , но такой подход может иметь нежелательные долгосрочные последствия для здоровья клеток. Вместо этого мы манипулировали магнитным характером окружающей среды, окружающей клетки, что позволило нам расставлять предметы с помощью магнитов ».

У людей такие ткани, как хрящ, часто могут разрушаться, вызывая нестабильность суставов или боль. Часто разрушение происходит не полностью, а охватывает область, образуя дыру. Текущие исправления заключаются в том, чтобы заполнить эти дыры синтетическими или биологическими материалами, которые могут работать, но часто изнашиваются, потому что они не являются тем же материалом, что и раньше. Это похоже на устранение выбоины на дороге, засыпав ее гравием и сделав слой смолы: яма будет сглажена, но со временем изнашивается, потому что это не тот же материал, и он не может склеиваться таким же образом.

Что усложняет фиксацию хрящей или других подобных тканей, так это их сложный состав.

«Существует естественный градиент от верха хряща к низу, где он контактирует с костью», – пояснил Злотник. «Поверхностно или на поверхности хрящ имеет высокую клеточность, что означает большее количество клеток. Но там, где хрящ прикрепляется к кости, глубже внутри, его клеточность низка».

Поэтому исследователи, в число которых входил старший автор Роберт Маук, доктор философии, директор лаборатории МакКея и профессор ортопедической хирургии и биоинженерии, попытались найти способ исправить выбоины, заделав их, вместо того, чтобы заделывать их. Имея в виду, исследовательская группа обнаружила, что если они добавят магнитную жидкость к трехмерному раствору гидрогеля, клетки и другие немагнитные объекты, включая микрокапсулы для доставки лекарств, могут быть организованы в определенные узоры, которые имитируют естественную ткань за счет использования внешнее магнитное поле.

После кратковременного контакта с магнитным полем раствор гидрогеля (и находящиеся в нем объекты) подвергался воздействию ультрафиолетового света в процессе, называемом «фотосшивание», чтобы зафиксировать все на месте, а затем магнитный раствор рассеивался. После этого сконструированные ткани поддерживали необходимый клеточный градиент.

С помощью этой техники магнитного моделирования команда смогла воссоздать суставной хрящ, ткань, покрывающую концы костей.

«Эти сконструированные ткани с магнитным рисунком лучше напоминают естественную ткань с точки зрения расположения клеток и механических свойств, по сравнению со стандартными однородными синтетическими материалами или биологическими препаратами, которые были произведены», – сказал Маук. «Блокируя клетки и другие средства доставки лекарств на месте с помощью магнитного моделирования, мы можем запускать ткани по соответствующей траектории для создания лучших имплантатов для восстановления хряща».

Хотя этот метод был ограничен исследованиями in vitro, это первый шаг к потенциальным более длительным и более эффективным решениям у живых людей.

«Этот новый подход может быть использован для создания живых тканей для имплантации, чтобы исправить локализованные дефекты хряща , и может однажды быть расширен для создания живых суставных поверхностей», – объяснил Маук.

Leave comment

Your email address will not be published. Required fields are marked with *.

одиннадцать − 3 =