Revoluce v tkáňovém inženýrství: Nové poznatky z Mainzu pro uzdravení!

Revoluce v tkáňovém inženýrství: Nové poznatky z Mainzu pro uzdravení!

Výzkumný tým vedený prof. Dr. Shikhou Dhimanem z Johannes Gutenberg University Mainz zkoumal způsoby, jak zlepšit biomateriály pro tkáňové inženýrství. Zaměření bylo na navázání modelových buněčných membrán na biomateriály s cílem posunout kultivaci kůže a orgánů pomocí kmenových buněk. Klíčovou výzvou v této oblasti bylo, že kmenové buňky ne vždy přilnuly k hostitelským materiálům, jak se očekávalo, což ohrožuje účinnost tkáňového inženýrství. Současná zjištění týmu by však mohla vést k výraznému pokroku. Informuje o tom univerzita Mainz, že vazebná interakce mezi kmenovými buňkami a biomateriály závisí nejen na síle interakce, ale také na rychlosti molekul.

Tyto výsledky byly publikovány v renomovaném vědeckém časopise PNAS. Výsledky studie ukazují, že předpoklad, že samotná silná vazba ligandu je dostatečná, byl nedostatečný. Při zkoumání vazby mezi gelovými vlákny a buněčnými membránami Dhiman a Prof. Dr. Bert Meijer zjistili, že podobné rychlosti pohybu ligandů a receptorů významně podporují vazbu. I slabé vazby mohou vést k významným interakcím při srovnatelných rychlostech, což by mohlo rozšířit možnosti tkáňového inženýrství.

Role biomateriálů

Cílem tkáňového inženýrství je oprava a regenerace poškozené tkáně, což je usnadněno zejména použitím nových biomateriálů. Tyto materiály, které interagují s biologickými systémy, mohou být přírodního nebo syntetického původu. Mezi důležité vlastnosti biomateriálů patří biokompatibilita, sterilizovatelnost, biodegradabilita a bioaktivita. hlásí PMC že přírodní polymery jako chitosan, želatina a kolagen jsou často preferovány kvůli jejich vyšší biokompatibilitě a nižší toxicitě.

Rostlinné biomateriály také nabývají na významu jako alternativy k materiálům živočišného původu, a to zejména z důvodu etiky a ochrany životního prostředí. Alginát, přírodní polysacharid z hnědých řas, je charakteristický svou schopností tvořit hydrogely prostřednictvím iontového zesíťování s Ca2+. Podporuje hojení ran a používá se v různých aplikacích, jako jsou hydrogely a membrány.

Moderní technologie v tkáňovém inženýrství

Inovativní technologie, jako je 3D a 4D tisk, znamenají revoluci v tkáňovém inženýrství a výrazně rozšiřují možnosti. 3D tisk umožňuje vytvoření implantátů specifických pro pacienta, zatímco 4D tisk vytváří dynamické struktury, které reagují na vnější podněty. Tyto techniky jsou zvláště důležité při léčbě onemocnění, jako je COVID-19, kde se mezenchymální kmenové buňky používají k opravě poškozené plicní tkáně.

Současný pokrok v oblasti biomateriálů a tkáňového inženýrství ukazuje slibné vyhlídky pro budoucnost regenerativní medicíny a lékařských implantátů. University of Mainz zdůrazňuje, že tento vývoj by mohl mít významné důsledky pro imunoterapii a cílené podávání léků, což by dále zlepšilo celkové možnosti lékařské léčby.