小零件的备件:新颖的脚手架以增加肌肉
澳大利亚生物医学工程师已成功生产了一种3D材料,该材料模仿自然界以将细胞转化为肌肉。
研究人员首次结合了胚胎开发的自然过程,以建立一种可以更自然地交流的材料干细胞有效的组织修复。
这一突破为受伤的人提供了希望,因为他们的肌肉由于创伤或疾病以及我们迅速衰老的人口而无法修复自己。
在澳大利亚墨尔本RMIT大学的理查德·威廉姆斯博士的带领下,研究人员将实验室制造的肽与天然蛋白质和聚合物结合在一起,创建了3D“水凝胶支架”。
脚手架使用自然机制将自然发育环境中发现的信号纳入,以支持和设计干细胞肌肉纤维。
威廉姆斯说:“我们的干细胞在开发过程中处于最佳状态,脚手架会驱使它们生产我们所有的组织和器官;但是随着人们的成长和年龄的增长,他们失去了这种能力,并获得了不良结构的积累。”
“因此,在身体磨损或损坏时,实际上需要方法来修复和更换身体的一部分,尤其是当我们的人口寿命更长的时候。
“本质上,我们制作一个脚手架,将健康的信号发送给细胞以重组自己以开始生长构成健康的小纤维肌肉。
“就像我们的组织开发和维修的潜力是最好的时代一样。”
威廉姆斯说,这是一个“简单过程”发展,仅从两个单元格开始。
他说:“我们开发了一种简单,便宜而强大的工具包,鼓励不同的环境使不同的组织成长。”
“天然组织的材料特性,例如肌肉,确实很复杂且极难地模仿合成。
“研究人员多年来一直在生产'组织'信号,以了解细胞的工作方式,但仅在平坦或2D环境中。
“我们找到了一种使用蛋白质的方法胚胎发展在3D脚手架中,并使用此额外的维度来潜在地增强肌肉。
“我们的研究表明,将水凝胶与这些小蛋白结合起来很容易有效。实际上,将细胞播种到播种后仅24至72小时组织,有明显的重组单个细胞进入构成功能性肌肉的多细胞结构。”
RMIT研究人员现在正在探索他们如何用茎生物启动肌肉细胞已经嵌入了将神经,血管和肌肉放在“备件”的实验室中。
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