圍繞超短肽構建的組織工程支架為實驗室研究骨再生提供了一個新平臺。
在 KAUST 開發(fā)的肽自組裝成軟骨樣水凝膠，模擬支持體內骨骼形成的天然基質。其生理相關特性使這種細胞友好型生物材料能夠支持骨髓前體細胞的生長和發(fā)育。它還使管狀血管成形，這是骨骼健康和修復的關鍵部分。
“我們的系統(tǒng)是一個簡單、高效和穩(wěn)健的模型，與天然骨組織的復雜結構非常相似，”博士說。學生 Salwa Alshehri。“使用這些基于肽的水凝膠，我們現(xiàn)在可以為組織工程、生物醫(yī)學研究和藥物測試構建 3D 疾病模型。”
由生物工程教授 Charlotte Hauser 領導的 KAUST 研究人員此前曾表明，他們的超短肽可以與 3D 打印機噴嘴中的細胞混合，形成一種生物墨水，一旦噴出，就會立即固化成所需的形式2。但目前尚不清楚合成材料是否能夠維持骨骼發(fā)育的全部復雜性，包括骨骼特異性干細胞的粘附、擴散和分化，以及營養(yǎng)轉移和代謝廢物清除所需的血管侵入。
Alshehri 對該平臺進行了測試。她和豪瑟，以及博士。學生 Hepi Hari Susapto 通過改變混合物中肽的濃度來微調水凝膠的剛度。一旦他們具有適合骨骼生長的機械特性，研究人員就會用骨髓來源的間充質干細胞接種支架。在這些 3D 結構中，細胞保持了自我更新的能力，并且在適當?shù)臈l件下，可以轉化為骨形成骨細胞。
KAUST 團隊更進一步。研究人員將取自人臍靜脈的細胞添加到他們的微型骨支架中，發(fā)現(xiàn)這種材料也可以支持血管形成的密集網(wǎng)絡。“我們的模型成功地適應了一種以上的細胞類型，而不會影響它們的生存能力，”Alshehri 說，他現(xiàn)在希望開發(fā)更復雜的骨組織模型以在動物模型中進行評估，并最終作為骨病患者的再生療法.
Alshehri、Hauser 和他們的同事還希望將該平臺擴展到其他醫(yī)療應用，而不僅僅是骨骼再生。“由于血管是天然組織的一個組成部分，”Alshehri 說，“在這些水凝膠中成功的 3D 內皮細胞培養(yǎng)對組織工程應用具有廣闊的前景。”
標簽： 血管
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