Sappiamo che i nostri organi sono supportati dal sangue. Sappiamo che il sangue viene consegnato le nostre cellule attraverso una rete di vasi sanguigni. Quello che non sappiamo è come creare una bella rete tridimensionale di vasi in laboratorio di tessuti bioingegnerizzati. I ricercatori della Vanderbilt University ha scoperto un indizio in una fonte improbabile: cotton candy. Hanno appena pubblicato i loro risultati in Avanzato Materiale Sanitario.
Laboratori per lungo tempo hanno coltivato le celle in fogli sottili in acqua a base di gel chiamato idrogel. Il gel fatto il lavoro di consegna di sostanze nutritive e portare via i rifiuti, ma solo a distanza molto ravvicinata. Gli scienziati sono stati problemi di creazione di reti capillari che sarebbero necessari per sostenere tessuti più spessi. Cellule iniziano a forma capillari, ma quelle capillari sono a crescita lenta, e spesso troppo grande.
Qualsiasi tessuto tagliato fuori da questa rete di supporto, sarebbe morto. Questo fatto frustrato qualsiasi laboratorio cercando di far crescere tessuti bioingegnerizzati. Per rendere i tessuti dello spessore necessario per gli organi, laboratori, avrebbe dovuto creare un incredibilmente complessa rete di sottili canali—qualcosa con quasi un cotton candy consistenza.
Questo confronto, cotton candy ispirato l’autore principale Leon Bellan di uscire e comprare un cotton candy macchina di Destinazione, utilizzando a girare il proprio thread. Ha trovato erano circa le stesse dimensioni dei capillari sotto la dimensione di un capello umano, rendendo questo un metodo promettente per la costruzione di questi tutti-importante canale di strutture. Punteggio ottenuto uno per lo zucchero.
Purtroppo, lo zucchero non è la risposta a tutti i problemi della vita. Permette di creare una rete di canali di cellule di sostegno, ma si scioglie troppo facilmente. Così i ricercatori hanno accantonato il cotton candy macchina e progettato qualcosa di più specializzato. Sono venuti su con una macchina che ha lavorato in un modo simile ad un cotton candy macchine, tranne che invece di girare lo zucchero, gira un polimero chiamato Poly(N-isopropylacrylamide), o PNIPAM. PNIPAM viene filata in una nuvola di fibre, e una soluzione di cellule umane in gelatina (non idrogel) viene versato su di esso. Alla fine la gelatina si indurisce.
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Tutto questo avviene a 98,6 gradi fahrenheit. Anche se l’ideale della temperatura del corpo, il calore non è per il beneficio delle cellule, è per il beneficio di PNIPAM. Il polimero è insolubile in acqua, quando caldo, ma quando si scende sotto i 32 gradi, improvvisamente si scioglie. Quando si scioglie, si lascia dietro una densa rete di canali nella grande grumo di cellule, attraverso il quale l’ossigeno e di nutrienti contenente liquido può essere pompato. Questo potrebbe fare per tessuti spessi come nessuno mai ha bisogno di loro per essere.
“Alcune persone in campo credo che questo approccio è un po ‘ pazzo”, ha detto Bellan in una dichiarazione. “Ma ora abbiamo dimostrato che possiamo utilizzare questa semplice tecnica per realizzare reti di microfluidica che imitano tridimensionale sistema capillare nel corpo umano in una cella-friendly di moda. In generale, non è difficile fare due-dimensionale reti, ma aggiungendo la terza dimensione è molto più difficile; con questo approccio, possiamo rendere il nostro sistema tridimensionale come piacciono a noi”.
[Avanzate Materiale Sanitario, Cotton candy macchine e tenere premuto il tasto per la realizzazione di organi artificiali]
Immagine in alto:Vinc3PaulS immagine in Basso: Bellan di Laboratorio / Vanderbilt.