使用實驗室制造的組織來治愈或更換受損的器官是未來醫(yī)學(xué)的偉大愿景之一。合成材料可能適合作為組織的支架，因為與天然組織不同，它們在生物體中保持穩(wěn)定的時間足夠長，以便身體形成新的自然結(jié)構(gòu)。功能性組織的一個基本要求是血管必須能夠在其中生長并連接到生物體的血管系統(tǒng)，以便為組織提供適當?shù)难鯕夂蜖I養(yǎng)。然而，到目前為止，關(guān)于哪些材料特性促進血管生長幾乎一無所知。由德國明斯特馬克斯普朗克分子生物醫(yī)學(xué)研究所的生物醫(yī)學(xué)工程師 Britta Trappmann 博士領(lǐng)導(dǎo)的團隊開發(fā)了一種細胞培養(yǎng)系統(tǒng)，其中首次，
科學(xué)家，在一個特殊的水凝膠正在與他們可以以受控的方式改變的屬性，第一增長母體血液從人體血管襯里容器的細胞。然后他們研究了人工細胞環(huán)境的材料特性如何影響額外血管的形成并對其進行微調(diào)。
Britta Trappmann 總結(jié)了主要發(fā)現(xiàn)，“合成組織材料必須激活某些粘附分子 在血管細胞的膜中，使細胞從母體血管成群遷移并形成管狀結(jié)構(gòu)。同時，材料必須足夠可降解，細胞才能形成足夠大小的血管。”為了模擬在細胞的自然環(huán)境中，許多額外的生物分子和細胞必須在后續(xù)步驟中整合到模型系統(tǒng)中——這些可能是信號蛋白、免疫細胞或穩(wěn)定血管的細胞。“此外，所有這些因素的影響是Britta Trappmann 解釋說，了解所有這些是一個長期目標，但最終，這些知識可能會用于培養(yǎng)可植入組織。
由水凝膠制成的三維組織框架
在這項研究中，研究人員完善了 Britta Trappmann 在美國波士頓大學(xué)和哈佛大學(xué)擔任博士后期間與同事共同開發(fā)的模型系統(tǒng)。它由一個三維糖基水凝膠組成，科學(xué)家們用針灸針在其中制作了兩個通道。每個通道的直徑為 400 微米，它們以大約一毫米的距離相互平行。在一個通道中，科學(xué)家們播種內(nèi)皮細胞，在天然組織中排列血管。“內(nèi)皮細胞相互接觸并附著在通道中的合成組織環(huán)境中，從而在大約一天后形成母血管，”布里塔特拉普曼解釋說。當這種情況發(fā)生時，科學(xué)家們提供了一種生長因子混合物分子，通過第二個通道驅(qū)動天然組織中的血管生長，隨后內(nèi)皮細胞遷移到水凝膠中。
標簽： 組織模型
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