Die University of Pennsylvania zeigt eine mögliche Methode zum Wiederaufbau komplexer Körpergewebe

Mithilfe eines Magnetfelds und von Hydrogelen haben Forscher der Perelman School of Medicine der University of Pennsylvania eine mögliche Methode zum Wiederaufbau komplexer Körpergewebe demonstriert. Der Fortschritt könnte zu länger anhaltenden Verletzungsbehandlungen führen, einschließlich Knorpeldegeneration. Die Ergebnisse werden im Advanced Materials Journal veröffentlicht. Das Team entdeckte, dass Zellen sowie andere nichtmagnetische Objekte unter Verwendung eines externen Magnetfelds in spezifischen Mustern organisiert werden können, die natürlichem Gewebe ähneln, wenn sie eine magnetische Flüssigkeit auf eine 3D-Hydrogel-Lösung auftragen. Die Hydrogel-Lösung sowie die darin enthaltenen Objekte wurden nach kurzzeitiger Wechselwirkung mit dem Magnetfeld in einem Photovernetzungsprozess ultraviolettem Licht ausgesetzt, um alles an Ort und Stelle zu fixieren, und die magnetische Lösung wurde folglich herausdiffundiert. Das Team konnte mit dieser Magneto-Patterning-Technik den Gelenkknorpel neu formen. Hannah Zlotnick, die Erstautorin der Studie, die im McKay Orthopaedic Research Laboratory, Penn Medicine, arbeitet, erklärte: „Wir haben festgestellt, dass wir Objekte – wie Zellen – so anordnen können, dass neue, komplexe Gewebe entstehen, ohne dass das verändert werden muss Zellen selbst. Andere mussten den Zellen magnetische Partikel hinzufügen, damit sie auf ein Magnetfeld reagieren. Dieser Ansatz kann jedoch unerwünschte langfristige Auswirkungen auf die Zellgesundheit haben. Stattdessen haben wir den magnetischen Charakter der Umgebung der Zellen manipuliert, sodass wir die Objekte mit Magneten anordnen können. Es gibt ein natürliches Gefälle von der Oberseite des Knorpels nach unten, wo es den Knochen berührt. Oberflächlich oder an der Oberfläche hat Knorpel eine hohe Zellularität, was bedeutet, dass es eine höhere Anzahl von Zellen gibt. Aber wo Knorpel tiefer im Inneren am Knochen haftet, ist seine Zellularität gering. “Robert Mauck, PhD, Senior Author, erklärte:„ Diese magnetomusterierten technischen Gewebe ähneln dem nativen Gewebe in Bezug auf ihre Zelldisposition und mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu Standard einheitliche synthetische Materialien oder Biologika, die hergestellt wurden. Indem wir Zellen und andere Arzneimittelabgabemittel durch Magnetomuster an Ort und Stelle fixieren, können wir Gewebe auf der geeigneten Flugbahn starten, um bessere Implantate für die Knorpelreparatur herzustellen. Dieser neue Ansatz kann verwendet werden, um lebendes Gewebe für die Implantation zu erzeugen, um lokalisierte Knorpeldefekte zu beheben, und kann eines Tages verlängert werden, um lebende Gelenkoberflächen zu erzeugen. “