ورقه های ماهیچه مصنوعی سلول های بنیادی را به استخوان تبدیل می کند

بعد ده ها سال ، محققان همچنان می آموزند كه چگونه با تغییر محیط روند تمایز سلول های بنیادی را هدایت كنند. دانش به دست آمده در حال حاضر در مهندسی بافت مورد استفاده قرار می گیرد. با این حال ، تا به امروز بیشتر روی چارچوب های استایتک انجام شده است.
اکنون محققان Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG) ، مركز درمانهای ترمیمی برلین-براندنبورگ ، فرین Universität برلین و مؤسسه مجازی چند منظوره بیولوژیكی Helmholtz برای پزشکی از چارچوب پویا برای پیش بردنِ تبدیل سلولهای بنیادی به سلول های استخوان استفاده میکنند.

محققان از یک ورقه پلیمر استفاده کردند که مانند یک ماهیچه مصنوعی عمل می کند. در هنگام مواجهه با تغییرات دمایی مکرر ، این ورق به ​​صورت برگشت پذیر تغییر میابد. محققان یک شبکه را بر روی قسمت زیرین ورقه ایجاد کرده و برنامه ریزی کردند تا با افزایش دما از دمای بدن (37 درجه سانتیگراد) به 10 درجه سانتیگراد منبسط شود و در هنگام گرم شدن مجدداً منقبض شود. سپس برگه را با سلولهای بنیادی بذر كردند و شکل ظاهری ورقه و سلولها را به دقت مشاهده كردند.

دانشمندان با کمک این “عضله مصنوعی” می توانند از یک سیگنال فیزیکی – تغییر دما – برای ارسال همزمان یک سیگنال مکانیکی دوم به سلولهای بنیادی استفاده کنند. با استفاده از این محرک های هماهنگ ، می توان تبدیل سلولهای بنیادی به سلولهای استخوانی را پیش برد.

آندریاس لندلین ، دکتری ، نویسنده مقاله و رئیس مؤسسه علوم زیستی HZG در Teltow ، آلمان توضیح داد: “ورقه محرک پلیمر ما دارای عملکردی به اصطلاح حافظه شکل است. در آزمایشات ما این امر به آن اجازه می دهد تا مانند مبدل عمل کند ، که با استفاده از آن می توانیم به سلولها دستورالعمل بدهیم که طبق خواسته ی ما عمل کنند. که دریافتیم که تغییرات دما ، همراه با حرکت کششی مکرر این ورقه نازک، کافی بود تا سلولهای بنیادی را به سمت تمایز به سلولهای استخوانی پیش ببرند.”

پروفسورlendlein گفت: “برای مثال ، می توان از ورقه های پلیمری برنامه ریزی شده برای درمان شکستگی های شدید استخوان استفاده کرد که بدن قادر به ترمیم آن نیست. سلول های بنیادی از مغز استخوان بیمار می توانند روی ورقه کشت داده شده و درحین عمل به راحتی در اطراف استخوان پیچیده شوند. سلولهای قبلاً آموزش دیده می توانند استخوانها را بطور مستقیم تقویت كنند. ”

این مطالعه در PNAS منتشر شده است.

منبع:

https://www.stemcellsportal.com/news/artificial-muscle-sheets-transform-stem-cells-bone