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Os pesquisadores desenvolvem uma maneira nova de fazer materiais da osso-substituição

Uma maneira nova de fazer materiais da osso-substituição de que permitisse pilhas crescer em torno e dentro delas foi desenvolvida por pesquisadores na universidade de Birmingham.

A equipe adotou uma aproximação nova chamada o chemobrionics, em que os componentes químicos são conduzidos controllably para reagir junto em maneiras específicas, permitindo o auto-conjunto de estruturas bio-inspiradas intrincadas.

Os cientistas observaram primeiramente estes vida-como jardins químicos do `' várias centenas anos há, mas o interesse renovado recente no campo do chemobrionics considerou os pesquisadores que usam estas técnicas para projectar materiais novos no micro e no nanoscale.

Os pesquisadores de Birmingham expor para explorar se o chemobrionics poderia igualmente ser aproveitado para aplicações biotecnológicas.

O autor principal Erik Hughes, da escola da engenharia química na universidade de Birmingham, explica:

Nós expor para investigar se o chemobrionics poderia ser usado para formar as arquiteturas que são quimicamente e estrutural similar ao osso humano. Uma vez que um método de gerar tais estruturas é estabelecido, o passo seguinte natural é para a frente avaliar se os materiais chemobrionic podem fornecer estruturas ideais para a regeneração do osso.”

A equipe usou um gel cálcio-carregado mergulhado sob uma solução do fosfato, e sucedido em crescer as câmaras de ar longas da cavidade do microscale do material do hydroxyapatite que é similar na composição ao osso natural. Hydroxyapatite é de uso geral como um material substitute do osso, mas é tipicamente manufacturado como um pó ou como um bloco duro, que então necessidades de ser dado forma com transformação mais ulterior.

As estruturas individuais crescidas pela equipe de Birmingham são aproximadamente tão grossas quanto uma costa do cabelo humano. Estas câmaras de ar possuem as características distintivas, incluindo as superfícies porosas que promovem interacções com pilhas. Publicado na ciência dos matérias biológicos do RSC, o estudo demonstra a similaridade das câmaras de ar a muitas das estruturas encontradas no tecido do osso, tal como os osteons - os canais cilíndricos longos no osso que abrigam vasos sanguíneos.

“Nós podemos encontrar lotes dos exemplos de princípios chemobrionic no trabalho na natureza,” explicamos Erik. “Por exemplo, no chão do oceano, nós vemos os líquidos mineral-ricos quentes emissores dos respiradouros hidrotermais que reagem com o seawater fresco ao formulário chaminé-como estruturas. Nós estamos explorando estes mesmos mecanismos para fazer estas estruturas novas para aplicações na medicina regenerativa.”

A equipe testou a capacidade das câmaras de ar para apoiar o acessório, a viabilidade e o crescimento da pilha no laboratório usando células estaminais. Podiam mostrar o espalhamento extensivo das pilhas em cima e o alargamento dentro das câmaras de ar após somente 48 horas, indicando interacções favoráveis do pilha-material.

Usar o chemobrionics para produzir os materiais que são biocompatible é uma aproximação relativamente nova, mas nós é realmente entusiasmado por seu potencial. Em particular, a maneira estas estruturas promove meios que celulares da integração poderiam ser extensamente úteis para a regeneração do osso”.

Miruna Chipara, co-primeiro autor, escola da engenharia química, universidade de Birmingham

Os passos seguintes para os pesquisadores incluem a execução de uns testes mais adicionais para demonstrar as propriedades dos materiais tubulares e como podem ser alterados para melhorar a regeneração do tecido. Os pesquisadores são esperançosos que seu trabalho conduzirá à revelação de uma classe nova de materiais substitute do 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.