Speziell programmierten Materialien können unter bestimmten Bedingungen fördern Stammzellen zu verwandeln, die in den Knochen Zellen, wie gezeigt, die von einem deutschen Forschungsteam unter Leitung des Helmholtz-Zentrum Geesthacht, Zentrum für Material-und Küstenforschung. Um dies zu tun, die Wissenschaftler implementiert ein so genanntes shape-memory-polymer in der Stammzellforschung. Die Studie wurde heute veröffentlicht in dem renommierten Fachblatt Proceedings of the National Academy of Sciences.

Stammzellen sind bekannt für Ihre Fähigkeit, sich in viele verschiedene Zelltypen, werden Sie Muskelzellen, Knorpel-oder Knochenzellen. Genau wie der Körper, Sie sind Teil der Stammzellen zu spüren, was um Sie herum passiert und entsprechend reagieren. Seit Jahrzehnten haben Wissenschaftler gelernt, wie Sie zu Steuern diese Differenzierung Prozess, indem Sie die Zellen der Umgebung. Das erworbene wissen wird bereits in tissue engineering, in anderen Worten, zur Erzeugung von Ersatz-Materialien, die Wiederherstellung oder Wahrung beschädigt biologischen Geweben. Jedoch, die meisten Forschung getan wurde auf statische Gerüste. Jetzt haben Forscher vom Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG), das Berlin-Brandenburger Zentrum für Regenerative Therapien, der Freien Universität Berlin und des Helmholtz Virtuelles Institut Multifunktionale Biomaterialien in der Medizin verwendet haben, ein dynamisches Gerüst.

Neue Methode

Nahmen die Forscher ein polymer-Blatt, das wirkt wie ein künstlicher Muskel. Das Blatt hat die ungewöhnliche Eigenschaft, dass es ausgebildet ist reversibel morph, wenn wiederholt ausgesetzt Temperatur ändert. Die Forscher einfach geformte ein raster auf der Unterseite des Blattes und programmiert, es zu Strecken, wenn die Temperatur ging von der Körpertemperatur (37 °C) auf 10 °C und Vertrag, wenn wieder erwärmt. Sie dann ausgesät das Blatt mit Stammzellen, und beobachten aufmerksam die sich verändernde Form der gerasterten Blatt und Zellen. Mit Hilfe dieser „künstliche Muskel“, konnten die Wissenschaftler verwenden ein physikalisches signal der Temperatur ändern—gleichzeitig zu senden, eine zweite mechanische signal an den Stammzellen. Mit dieser synchronisiert, Reize ist es möglich zu ermutigen, die Stammzellen verwandeln sich in Knochenzellen.

„Unser polymer-Aktor-Bogen hat ein so genanntes shape-memory-Funktion. In unseren Experimenten, dies ermöglicht es, zu handeln, wie ein Wandler, mit dem wir effektiv anweisen, die Zellen zu tun, wie wir es uns wünschen. Wir haben festgestellt, dass die Veränderungen in der Temperatur, kombiniert mit der wiederholten Dehnung Bewegung des Films war genug, um zu fördern die Stammzellen die Differenzierung zu Knochen-Zellen“, erklärt Professor Andreas Lendlein, ein Autor des Papiers und Leiter des HZG-Instituts Biomaterial Science in Teltow, Deutschland.

Mögliche Anwendung in komplexen Knochenbrüchen