合成组织模型与血管发达

氧化锆组织愈合或替换受损的器官是一个伟大的医学的未来愿景。合成材料可以合适的脚手架的组织,因为,与自然的组织,他们在有机体足够长的时间保持稳定对身体形成新的自然结构。血管功能组织的基本要求是必须能够在他们成长并连接到生物体的血管系统,以便组织正确提供氧气和营养物质。然而,到目前为止,几乎没有什么了解,材料属性促进血管的生长。生物医学工程师博士领导的一个研究组布丽塔一起创造Trappmann马克斯·普朗克分子生物医学研究所的明斯特,德国,已经开发了一种细胞培养系统中,首次功能性血管系统能够生长在一个框架的合成材料制成的。

工作的科学家,在一个特殊的水凝胶与属性就可以改变控制方式,首先父母血船从人类血管内膜细胞。然后他们如何调查材料特性人工细胞环境的额外的形成的影响血管并调整它们。

总结了主要的发现,布丽塔一起创造Trappmann说,“合成组织材料必须激活某些粘附分子膜的血管细胞,细胞迁移组父容器,形成管状结构。同时,必须充分降解材料的细胞形成血管足够的规模。”In order to mimic the natural environment of cells, many additional biomolecules and cells would have to be integrated into the model system in later steps—these may be signaling proteins, immune cells or cells to stabilize the blood vessels. "Moreover, the effect of all these factors is linked in natural tissues and varies from organ to organ," Britta Trappmann explains. Understanding all of this, she says, is a long-term goal but, ultimately, the knowledge might then be used to grow implantable tissues.

一个三维的组织框架由水凝胶

在这项研究中,研究人员提炼一个模型系统,布丽塔一起创造Trappmann发达与同事作为博士后期间在美国波士顿大学和哈佛大学。它由一个三维的糖基水凝胶的科学家使两个渠道使用针灸针。每个通道都有一个直径400微米,他们互相平行的距离大约1毫米。在一个频道,科学家们种子内皮细胞在自然行血管组织。内皮细胞形成相互联系和附加合成组织环境的通道,从而形成一个父血管大约一天后,“解释布丽塔一起创造Trappmann。当这发生,科学家们将生长因子鸡尾酒驱动自然组织血管生长的分子通过第二通道,于是内皮细胞迁移到水凝胶。

科学家们想找出这水凝胶的属性确定迁移实际上内皮细胞形成新的血管。他们调查所谓的粘附分子的活化所扮演的角色在细胞的细胞膜坚持他们的周围环境。研究人员首先丰富了水凝胶组织框架与不同数量的缩氨酸激活某种类型的内皮细胞的粘附分子在膜整合蛋白。

整合蛋白移民

肽的浓度越高,越内皮细胞迁移一起穿过水凝胶。相比之下,当科学家们阻止了他们观察到细胞整合素功能只单独迁移。再进一步,团队研究这个过程看两个具体整合素亚型。“我们发现,整合素αvβ3是至关重要的粘附分子,必须激活内皮细胞迁移的群体,”布丽塔一起创造Trappmann说。科学家们还表明,集体细胞迁移,反过来,内皮细胞形成蛀牙的先决条件连接到父容器在下一步。

虽然血船细胞形成管状结构,这些都是比自然的小组织。科学家们推测,这可能是因为合成水凝胶降解不如自然组织和较小的毛孔,细胞可以通过滑动。的水凝胶由糖分子链交联的特定分子,科学家们的解决方案是交换这些交联剂分子,细胞可以分裂水凝胶更快地使用他们释放的酶。这使得细胞迁移速度更快,形成较大的血管结构。