Принимая тот урок близко к сердцу, ученые из Висконсинского университета в Мадисоне используют decellularized шелуху заводов, такую как петрушка, ваниль и орхидеи, чтобы сформировать трехмерные леса, которые могут тогда быть запущены и отобраны с человеческими стволовыми клетками, чтобы оптимизировать их рост в блюде лаборатории и, в конечном счете, создать новые биомедицинские внедрения.Сочиняя 20 марта в журнале Advanced Healthcare Materials, команда во главе с Уильямом Мерфи, преподавателем биоинженерии и соруководителем Стволовой клетки Висконсинского университета в Мадисоне и Регенеративного Центра Медицины, описывает использование множества заводов, чтобы создать эффективную, недорогую и масштабируемую технологию для того, чтобы сделать крошечные структуры, которые могли однажды использоваться, чтобы восстановить мышцу, органы и кость, используя стволовые клетки.«Природа предоставляет нам огромное водохранилище структур на заводах», объясняет Джанлука Фонтана, ведущий автор нового исследования и постдокторант Висконсинского университета в Мадисоне. «Вы можете выбрать структуру, которую Вы хотите».Новая технология извлекает выгоду из изящных, эффективных структурных качеств заводов: сила, жесткость, пористость, малая масса и, значительно, площадь поверхности.
Это может помочь преодолеть ограничения текущих методов, такие как 3D печать и инъекция, плесневеющая, чтобы создать структуры сырья для промышленности для биомедицинского применения.«Заводы – действительно специальные материалы, поскольку у них есть очень высокая площадь поверхности к отношению объема, и их структура поры исключительно хорошо разработана для транспорта жидкостей», говорит Мерфи.Команда Висконсинского университета в Мадисоне сотрудничала с Ботаническими садами Ольбриха Мадисона и куратором Джоном Виртом, чтобы определить виды растений, которые могли потенциально быть преобразованы в миниатюрные структуры, полезные для биомедицинского применения. В дополнение к заводам как петрушка и орхидея, Вирт и коллеги в Ольбрихе определили бамбук, растения уха слона и васаби как заводы, структурные качества которых могут поддаваться созданию лесов со свойствами и формами, полезными в биоинженерии.
Команда также собрала растения, такие как любящий заболоченное место камыш из подводного Древесного питомника.«Обширное разнообразие в царстве растений обеспечивает фактически любой размер и форму интереса», отмечает Мерфи, который был побужден исследовать мир завода после рассматривания из его офисного окна на Природный заповедник Лейкшора Висконсинского университета в Мадисоне. «Это действительно казалось очевидным. Заводы чрезвычайно хороши в культивировании новых тканей и органов, и есть тысячи различных легко доступных видов растений.
Они представляют огромное сырье для промышленности новых материалов для приложений разработки ткани».Новый подход к созданию лесов для разработки ткани зависит от целлюлозы, основного элемента клеточных стенок зеленых заводов. Висконсинская команда нашла, что снимание всех других клеток, которые составляют завод и рассмотрение оставшейся шелухи целлюлозы с химикатами, соблазняет человеческие стволовые клетки, такие как фибробласты – общие клетки соединительной ткани, произведенные от стволовых клеток – быть свойственными к и вырасти на миниатюрных структурах.
Стволовые клетки, отобранные в леса, по словам Фонтаны, имеют тенденцию присоединяться вдоль образца структуры лесов. «Стволовые клетки чувствительны к топографии. Это влияет, как клетки растут и как хорошо они растут».
Та способность выровнять клетки согласно структуре лесов завода, добавляет Мерфи, предполагает, что могло бы быть возможно использовать материалы, чтобы управлять структурой и выравниванием развития человеческих тканей, особенность, очень важная для нерва и мышечных тканей, которые требуют выравнивания и копирующий для их функции.Другое критическое преимущество лесов завода, отмечает Мерфи, очевидная непринужденность, с которой они могут делаться и управляться. «Они довольно гибкие. Их можно легко сократить, вылепить, катить или сложить, чтобы сформировать ряд различных размеров и форм».Они также возобновляемы, легки к массовой продукции и недороги.
Леса должны все же быть проверены в модели животных, но планы идут полным ходом, чтобы провести такие исследования в ближайшем будущем.«Токсичность маловероятна, но есть потенциал для иммунных реакций, если эти леса завода внедрены в млекопитающее», говорит Мерфи. «Значительные иммунные реакции менее вероятны наш подход, потому что растительные клетки удалены из лесов».