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Regenerationstechnologien werden bereits in der Zahnmedizin sowie bei der Behandlung von Hautläsionen und der Knochenrestauration eingesetzt. Forscher der University of Pennsylvania glauben jedoch, dass die aktuellen Ersatzstoffe noch nicht gut genug sind, um lange zu halten, da ihre Fähigkeit, echte Stoffe nachzuahmen, laut Advanced Science News noch nicht so hoch ist .
Robert Mauck und seine Kollegen haben eine modifizierte Geweberegenerationstechnik entwickelt, mit der sie unveränderte Zellen in einem dreidimensionalen Hydrogelgerüst platzieren können. Zunächst wurde es an Knorpelgewebe getestet. Knorpeldegeneration ist eine ziemlich häufige Krankheit, die zu Gelenkinstabilität und chronischen Schmerzen führen kann. Es gibt nur sehr wenige wirksame Methoden zur Behandlung einer solchen Krankheit.
"Bestehende Behandlungen sollen diese Löcher [im Knorpelgewebe] mit synthetischen oder biologischen Materialien füllen, die funktionieren, sich aber oft abnutzen, weil sie nicht mehr das gleiche Material sind wie früher", schreiben die Autoren. "Es ist wie das Befestigen eines Schlaglochs in einer Straße: Wenn Sie es kieseln und flicken, wird die Grube geglättet, nutzt sich jedoch mit der Zeit ab, da es sich um ein anderes Material handelt, das nicht auf die gleiche Weise gebunden werden kann."
Die komplexe Struktur des Knorpelgewebes erschwert den Prozess seiner Wiederherstellung. „Es gibt einen natürlichen Gradienten von oben nach unten im Knorpel, wo er den Knochen berührt“, erklärt Hanna Zlotnik, Doktorandin in Bioingenieurwesen. - An der Oberfläche hat der Knorpel eine große Ansammlung von Zellen. Aber an der Stelle, an der der Knorpel am Knochen befestigt ist (tiefer), ist die Zelldichte geringer. "
Zlotnik und ihre Kollegen verwendeten magnetische Muster, um simulierten Knorpel zu erzeugen. Aufgrund der Tatsache, dass es diamagnetisch istDie Anfälligkeit von Zellen ist gering, üblicherweise wird für solche Manipulationen eine magnetische Komponente hinzugefügt. Dies ermöglicht eine bessere Kontrolle ihrer Position im Gel. Dies kann jedoch auch ihre Eigenschaften und die Behandlungsdauer verändern. Nach Ansicht der Autoren sollten Objekte idealerweise mit Magneten manipuliert werden, ohne jedoch ihre inneren magnetischen Eigenschaften zu verändern.
Anstatt die Zellen zu magnetisieren, erhöhten die Wissenschaftler die magnetische Suszeptibilität des Hydrogels, das die Zellen enthält, und fixierten ihre Position, indem sie die umgebende Lösung härteten. Das Team zeigte erfolgreich, dass die Zugabe eines magnetischen Kontrastmittels auf Gadoliniumbasis zu einem Hydrogelvorläufer die Bildung einer Vielzahl diamagnetischer Objekte wie Zellen, Arzneimittelabgabemittel und Polystyrolkügelchen ermöglichte. Die Objekte können dann leicht fixiert werden, indem das Hydrogel ultraviolettem Licht ausgesetzt wird. Dieser Prozess löst eine Polymerisationsreaktion oder "Photovernetzung" aus, wonach die magnetische Lösung abgewaschen werden kann.
„Diese technischen Gewebe mit einem magnetischen Muster ähneln in Bezug auf Zellanordnung und mechanische Eigenschaften eher natürlichem Gewebe als homogene Standardsynthesematerialien oder biologische Materialien“, erklärte Professor Robert Mauck. "Dieser neue Ansatz kann verwendet werden, um lebendes Gewebe für die Implantation zu erzeugen, um lokalisierte Knorpeldefekte zu korrigieren, und eines Tages kann es erweitert werden, um lebende Gelenkflächen zu bilden."
In Russland werden die Themen der regenerativen Medizin im Rahmen der Entwicklung des zukünftigen HealthNet- Marktes entwickelt . Insbesondere in Obninsk am Institut für Atomenergie (IATE) der Nationalen Nuklearforschungsuniversität des Moskauer Instituts für technische Physik (NRNU MEPhI) wird derzeit daran gearbeitetein Projekt zur Regeneration menschlicher Zähne auf Basis eines Kollagenkomposits mit RNA-Inhibitoren. Es wird angenommen, dass das Verfahren es ermöglicht, bei Wiederherstellung der Mineralisierung der beschädigten Bereiche das Gewebe von Zahnfüllungen durch gesundes Zahngewebe zu ersetzen.