Revolucija v tkivnem inženirstvu: Nova dognanja iz Mainza za zdravljenje!

Revolucija v tkivnem inženirstvu: Nova dognanja iz Mainza za zdravljenje!

Raziskovalna skupina, ki jo vodi prof. dr. Shikha Dhiman z univerze Johannes Gutenberg Mainz, je raziskala načine za izboljšanje biomaterialov za tkivno inženirstvo. Poudarek je bil na vezavi modelnih celičnih membran na biomateriale, da bi pospešili gojenje kože in organov z izvornimi celicami. Ključni izziv na tem področju je bil, da se izvorne celice niso vedno držale gostiteljskih materialov, kot je bilo pričakovano, kar je ogrožalo učinkovitost tkivnega inženirstva. Vendar bi trenutne ugotovitve ekipe lahko privedle do pomembnega napredka. Univerza v Mainzu poroča, da vezavna interakcija med matičnimi celicami in biomateriali ni odvisna samo od moči interakcije, temveč tudi od hitrosti molekul.

Ti rezultati so bili objavljeni v priznani znanstveni reviji PNAS. Rezultati študije kažejo, da je bila domneva, da zadostuje samo močna vezava liganda, neustrezna. Ko sta raziskovala vez med gelnimi vlakni in celičnimi membranami, sta Dhiman in prof. dr. Bert Meijer ugotovila, da podobne hitrosti gibanja ligandov in receptorjev pomembno spodbujajo vezavo. Celo šibke vezi lahko povzročijo znatne interakcije pri primerljivih hitrostih, kar bi lahko razširilo možnosti tkivnega inženirstva.

Vloga biomaterialov

Cilj tkivnega inženiringa je popravilo in regeneracija poškodovanega tkiva, kar je še posebej olajšano z uporabo novih biomaterialov. Ti materiali, ki sodelujejo z biološkimi sistemi, so lahko naravnega ali sintetičnega izvora. Pomembne lastnosti biomaterialov vključujejo biokompatibilnost, možnost sterilizacije, biorazgradljivost in bioaktivnost. PMC poroča da imajo naravni polimeri, kot so hitozan, želatina in kolagen, pogosto prednost zaradi njihove večje biokompatibilnosti in manjše toksičnosti.

Rastlinski biomateriali postajajo vse pomembnejši tudi kot alternativa materialom živalskega izvora, zlasti zaradi etičnih in okoljskih vprašanj. Za alginat, naravni polisaharid iz rjavih alg, je značilna sposobnost tvorbe hidrogelov z ionskim zamreženjem s Ca2+. Spodbuja celjenje ran in se uporablja v različnih aplikacijah, kot so hidrogeli in membrane.

Sodobne tehnologije v tkivnem inženirstvu

Inovativne tehnologije, kot sta 3D in 4D tiskanje, revolucionirajo tkivno inženirstvo in znatno širijo možnosti. 3D-tiskanje omogoča izdelavo vsadkov po meri pacienta, medtem ko 4D-tiskanje ustvarja dinamične strukture, ki se odzivajo na zunanje dražljaje. Te tehnike so še posebej pomembne pri zdravljenju bolezni, kot je COVID-19, kjer se mezenhimske matične celice uporabljajo za popravilo poškodovanega pljučnega tkiva.

Trenutni napredek na področju biomaterialov in tkivnega inženirstva kaže obetavne možnosti za prihodnost regenerativne medicine in medicinskih vsadkov. Univerza v Mainzu poudarja, da bi ta razvoj lahko pomembno vplival na imunoterapije in ciljno dostavo zdravil, kar bi še izboljšalo splošne možnosti zdravljenja.