Wenn wir die kleinen Wunden auf unserer Haut oder in den Muskeln kann Sie heilen in der Regel von selbst.
Aber in tieferen Wunden – wie Sie beispielsweise bei Diabetikern oder im Muskelgewebe nach einem Herzinfarkt zu reparieren ist schwieriger. Diese Arten von Fragen, die oft erfordern mehr schwere Behandlungen, und müssen irgendwann eine amputation oder eine Transplantation, wenn die Heilung nicht abgeschlossen ist.
Während Organtransplantationen retten Leben, wir fallen kurz in der verfügbaren Organe für dieses Verfahren und alternative Methoden erforderlich.
Technologien wie bioprinting wurde vorgeschlagen, zu bauen, voll funktionsfähige Organe außerhalb des Körpers. Aber was, wenn wir könnten, steigern wir unsere eigene regenerative Fähigkeiten? Wäre es möglich, die Organe im inneren des Körpers?
In einer aktuellen Publikation zeigen wir, dass durch eine einfache Injektion eines Gels extrahiert aus essbaren Algen, können wir Sie direkt am Körper anlegen, stabile Blutgefäße im Muskel. Diese Schiffe sind der Schlüssel zu helfen, Gewebe zu Leben.
Diese Ergebnisse sind ein wichtiger Schritt in Richtung regenerative Therapien basieren ausschließlich auf Biomaterialien.
Was sind regenerative Therapien?
Regenerative Therapie (auch als regenerative Medizin) ist ein Bereich der Forschung, die verbindet Medizin, Molekularbiologie und Biotechnologie. Es soll den Ingenieur Geweben oder Organen und die Wiederherstellung der normalen Funktion.
Als Beispiel, 3-D bioprinting, hat einigen Erfolg gehabt, wie die Schaffung von implantierbaren Hornhaut für das Auge.
Aber dieser Ansatz erfordert spezielle Fertigungseinrichtungen. Die Zellen müssen isoliert werden, wachsen in einem Bioreaktor – einem speziellen Schiff die Bereitstellung der richtigen Umgebung für das Wachstum von Gewebe – und verwendet zur Erzeugung von künstlichen Organen unter kontrollierten und sterilen Bedingungen.
Ein neuer Ansatz entstand vor ein paar Jahren. Diese nutzt der Körper, um eine bestimmte Art von Gewebe oder Zellen, und wird als in-vivo (im Körper) Bioreaktor. Diese wurde ursprünglich entwickelt, um Knochen.
Erstellen Gewebe im menschlichen Körper, die wir auslösen müssen und nutzen unsere eigenen regenerativen Fähigkeiten. Leider sind wir nicht so gut wie Salamander: wir können nicht nachwachsen, eine neue Extremität.
Aber mit etwas Hilfe konnten wir regenerieren einzelnen Gewebe. Um dies zu erreichen, die Hilfe kann in form von Material, dass:
- reproduzieren Sie das Gewebe benötigte Eigenschaften, wie die Steifigkeit der Gewebe
- tragen Chemische und biologische Signale, die lenken können, die das Wachstum von Gewebe
Ein Gewebe ist definiert als eine Gruppe von Zellen, die zusammen arbeiten, für eine bestimmte Funktion. Als ein Beispiel -, Muskel-Gewebe sind aus Zellen gliedert sich in Fasern, bilden die sogenannten Muskelfasern.
Materialien, die reden kann, die mit den Zellen
Unsere körpereigene Gewebe werden aus vielen verschiedenen Zell-Typen und auch Materialien, die sich außerhalb der Zellen. Diese Materialien sind bekannt als die extrazelluläre matrix (ECM).
Die ECM besteht aus verschiedenen Elementen. Es hält Wasser, und speichert auch wichtige Informationen, um zu helfen, Zellen zu bewegen, zu wachsen und zu organisieren, zu funktionalen Geweben.
Wir brauchen nicht zu gehen in die details von dem, was die ECM ist aus hier. Aber was wir sagen können ist, dass die Wissenschaftler kopieren können viele der Funktionen, die mit einer gelartigen material namens hydrogel. Dies kann geändert werden, um pass spezifischen biologischen Informationen der Zellen.
Essbare Algen zu schaffen Blutgefäße
Wir entwickeln eine neue Klasse von injizierbaren hydrogel.
Das material macht das hydrogel wird aufgerufen, agarose, die wird auch verwendet, um Gelee Kuchen in der Küche, und in der Biologie Laboratorien, um getrennte DNA.
Agarose ist ein Polysaccharid – eine lange Kette von Zucker, gewonnen aus Rotalgen, die man in vielen Meeren rund um die Welt.
In unserem Labor können wir ändern agarose durch das anbringen eines kleinen Moleküls (ein Peptid), das sprechen wird zu den Zellen. Mit diesem Ansatz, wir haben eine einzigartige Rezeptur mit der hydrogel bietet die ideale Umgebung für bestimmte Zellen zu organisieren, die in die Blutgefäße.
Jetzt in unsere aktuelle Arbeit mit Mitarbeitern an der Universitätsklinik von Basel, zeigen wir, dass diese gleiche hydrogel injiziert in einen Muskel können “sprechen”, um den Körper und initiieren die Bildung neuer Blutgefäße.
Bisher nur Knorpel oder Knochen konnten regeneriert werden innerhalb des Körpers.
Zukünftige Therapien
Dieser Ansatz ebnet den Weg für die Schaffung einer neuen Klasse von Therapien, in denen injizierbare Materialien könnte sich als nützlich als Arzneimittel.
Wir erwarten, dass in bestimmten Fällen ein patient mit einem defekt organ möglicherweise eines Tages in der Lage sein, um eine Injektion von einem material, das tragen mit ihm Informationen zu sprechen, um Zellen und Ihre organisation in neuen, funktionalen Gewebe.
Dieser Ansatz würde lassen unseren Körper die meisten komplizierten Aufgaben, im Gegensatz zu zellulären Therapien oder bioprinting von Organen außerhalb des Körpers—wo Zellen müssen geerntet werden, angebaut und re-implantiert. Materialien Therapien würde sein extrem wertvoll für Patienten in abgelegenen Ort, wo komplexe Infrastrukturen sind nicht verfügbar.
Mehr spekulativ, organ-bioprinting gilt als eine der Schlüsseltechnologien für die expansion des Menschen zu anderen Planeten.
