Revolutie in weefselmanipulatie: nieuwe bevindingen uit Mainz voor genezing!

Revolutie in weefselmanipulatie: nieuwe bevindingen uit Mainz voor genezing!

Een onderzoeksteam onder leiding van prof. dr. Shikha Dhiman van de Johannes Gutenberg Universiteit Mainz heeft manieren onderzocht om biomaterialen voor weefselmanipulatie te verbeteren. De focus lag op het binden van modelcelmembranen aan biomaterialen om de kweek van huid en organen met stamcellen te bevorderen. Een belangrijke uitdaging op dit gebied was dat stamcellen zich niet altijd zoals verwacht aan gastheermaterialen hechtten, wat de efficiëntie van weefselmanipulatie in gevaar bracht. De huidige bevindingen van het team kunnen echter tot aanzienlijke vooruitgang leiden. Dat meldt de Universiteit van Mainz, dat de bindende interactie tussen stamcellen en biomaterialen niet alleen afhangt van de sterkte van de interactie, maar ook van de snelheid van de moleculen.

Deze resultaten zijn gepubliceerd in het gerenommeerde wetenschappelijke tijdschrift PNAS. De onderzoeksresultaten laten zien dat de aanname dat sterke ligandbinding alleen voldoende is, ontoereikend was. Bij het onderzoeken van de binding tussen gelvezels en celmembranen ontdekten Dhiman en prof. dr. Bert Meijer dat vergelijkbare bewegingssnelheden van liganden en receptoren de binding aanzienlijk bevorderen. Zelfs zwakke bindingen kunnen met vergelijkbare snelheden tot significante interacties leiden, wat de mogelijkheden van tissue engineering zou kunnen vergroten.

De rol van biomaterialen

Het doel van tissue engineering is het repareren en regenereren van beschadigd weefsel, wat vooral wordt vergemakkelijkt door het gebruik van nieuwe biomaterialen. Deze materialen die interageren met biologische systemen kunnen van natuurlijke of synthetische oorsprong zijn. Belangrijke eigenschappen van biomaterialen zijn onder meer biocompatibiliteit, steriliseerbaarheid, biologische afbreekbaarheid en bioactiviteit. PMC meldt dat natuurlijke polymeren zoals chitosan, gelatine en collageen vaak de voorkeur hebben vanwege hun hogere biocompatibiliteit en lagere toxiciteit.

Plantaardige biomaterialen winnen ook aan belang als alternatief voor dierlijke materialen, vooral vanwege ethische en milieuoverwegingen. Alginaat, een natuurlijk polysacharide uit bruine algen, wordt gekenmerkt door zijn vermogen om hydrogels te vormen door ionische verknoping met Ca2+. Het bevordert de wondgenezing en wordt gebruikt in verschillende toepassingen zoals hydrogels en membranen.

Moderne technologieën in weefselengineering

Innovatieve technologieën zoals 3D- en 4D-printen zorgen voor een revolutie in tissue engineering en breiden de mogelijkheden aanzienlijk uit. Met 3D-printen kunnen patiëntspecifieke implantaten worden gemaakt, terwijl met 4D-printen dynamische structuren worden gecreëerd die reageren op externe prikkels. Deze technieken zijn vooral relevant bij de behandeling van ziekten zoals COVID-19, waarbij mesenchymale stamcellen worden gebruikt om beschadigd longweefsel te herstellen.

De huidige ontwikkelingen op het gebied van biomaterialen en weefselmanipulatie laten veelbelovende vooruitzichten zien voor de toekomst van regeneratieve geneeskunde en medische implantaten. Universiteit van Mainz benadrukt dat deze ontwikkelingen aanzienlijke implicaties kunnen hebben voor immuuntherapieën en gerichte medicijnafgifte, wat de algehele medische behandelingsopties verder zou verbeteren.