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I ricercatori sviluppano un nuovo modo di fabbricazione dei materiali della osso-sostituzione

Un nuovo modo di fabbricazione dei materiali della osso-sostituzione a cui tiene conto le celle svilupparsi intorno e dentro loro è stato sviluppato dai ricercatori all'università di Birmingham.

Il gruppo ha adottato un approccio novello chiamato chemobrionics, in cui le componenti chimiche controllably sono determinate per reagire insieme nei modi specifici, permettendo all'auto-installazione dalle delle strutture ispirate da bio- complesse.

Gli scienziati in primo luogo hanno osservato questi giardini chimici del ` realistico' diverse centinaia anni fa, ma l'interesse rinnovato recente nel campo del chemobrionics ha veduto i ricercatori che usando queste tecniche per progettare i nuovi materiali al micro- e al nanoscale.

I ricercatori di Birmingham hanno precisato per esplorare se il chemobrionics potrebbe anche essere sfruttato per le applicazioni biotecnologiche.

L'autore principale Erik Hughes, del banco dell'ingegneria chimica all'università di Birmingham, spiega:

Abbiamo precisato per studiare se il chemobrionics potesse essere usato per formare le architetture che sono chimicamente e strutturalmente simile all'osso umano. Una volta che un metodo di generazione delle tali strutture è stabilito, il punto seguente naturale in avanti è di valutare se i materiali chemobrionic possono fornire le strutture ideali per rigenerazione dell'osso.„

Il gruppo ha usato un gel calcio-caricato stratificato nell'ambito di una soluzione del fosfato e riuscito a coltivare i tubi lunghi della cavità di microscala del materiale del hydroxyapatite che è simile in composizione all'osso naturale. Hydroxyapatite è comunemente usato come materiale sostitutivo dell'osso, ma è in genere fabbricato come polvere o come blocco duro, che poi necessità di essere modellato con ulteriore trattamento.

Le diverse strutture sviluppate dal gruppo di Birmingham sono approssimativamente spesse come mèche di capelli umani. Questi tubi possiedono i tratti distintivi, compreso le superfici porose che promuovono le interazioni con le celle. Pubblicato nella scienza dei biomateriali di RSC, lo studio dimostra la similarità dei tubi a molte delle strutture trovate nel tessuto dell'osso, quali i osteons - canali cilindrici lunghi in osso che alloggiano i vasi sanguigni.

“Possiamo trovare i lotti degli esempi dei principi chemobrionic sul lavoro in natura,„ spieghiamo Erik. “Per esempio, sul fondo dell'oceano, vediamo dei i liquidi ricchi di minerale caldi emessi dai passaggi idrotermici che reagiscono con l'acqua di mare fresca alle strutture del tipo di camino del modulo. Stiamo sfruttando questi stessi meccanismi per fare queste nuove strutture per le applicazioni nella medicina a ricupero.„

Il gruppo ha verificato la capacità dei tubi di sostenere il collegamento, l'attuabilità e la crescita delle cellule in laboratorio facendo uso delle cellule staminali. Potevano mostrare l'estesa diffusione delle celle su e l'estensione all'interno dei tubi dopo soltanto 48 ore, indicanti le interazioni favorevoli del cella-materiale.

Facendo uso del chemobrionics produrre i materiali che sono biocompatibili è un approccio relativamente nuovo, ma noi realmente è eccitata dal suo potenziale. In particolare, il modo queste strutture promuove i mezzi che cellulari di integrazione potrebbero essere ampiamente utili per rigenerazione dell'osso„.

Miruna Chipara, co-primo autore, banco di ingegneria chimica, università di Birmingham

I punti seguenti per i ricercatori comprendono effettuare ulteriori prove per dimostrare i beni dei materiali tubolari e come possono essere modificati per migliorare la rigenerazione del tessuto. I ricercatori sono promettenti che il loro lavoro piombo allo sviluppo di nuova classe di materiali sostitutivi dell'osso chemobrionic.

Source:
Journal reference:

Hughes, E., et al. (2019) Chemobrionic structures in tissue engineering: Self-assembling calcium phosphate tubes as cellular scaffolds. RSC Biomaterials Science. doi.org/10.1039/C9BM01010F.