Los microporos en tejidos fabricados como el hueso y el cartílago permiten la difusión de nutrientes y oxígeno en el núcleo, y este nuevo enfoque puede eventualmente permitir que el tejido cultivado en laboratorio contenga vasos sanguíneos, según un equipo de investigadores de Penn State.
"Uno de los problemas con la fabricación de tejidos es que no podemos hacerlos de gran tamaño", dijo Ibrahim T. Ozbolat, profesor asociado de ciencias de ingeniería y mecánica. "Las células mueren si los nutrientes y el oxígeno no pueden entrar""
Las células internas tampoco se diferencian si el cóctel químico que activa la diferenciación de las células madre no las alcanza. Una estructura porosa permite que circulen los nutrientes y otros fluidos.
Los investigadores están probando un enfoque novedoso y creando bloques de construcción de tejidos con microporos. Consideran que esto es una alternativa a la vascularización crecimiento de los vasos sanguíneos en el tejido y llaman al resultado hebras de tejido poroso.
Los investigadores están comenzando con células madre derivadas de la grasa humana y mezclándolas con alógenos de alginato de sodio. Derivado de algas marinas, el alginato de sodio se puede imprimir en pequeñas partículas que, cuando se disuelven, dejan pequeños agujeros - poros - en la teladel tejido. El equipo utiliza la mezcla para imprimir en 3D hebras de tejido indiferenciado. Luego pueden combinar las hebras para formar parches de tejido.
Cuando los investigadores exponen el tejido al cóctel químico, convierte las células madre en células específicas, en este caso hueso o cartílago. Debido a los poros, el líquido puede fluir a todas las células madre.
Los investigadores informan en una edición reciente de Biofabricación que los hilos mantienen una porosidad del 25 por ciento y tienen una conectividad de poros del 85 por ciento durante al menos tres semanas.
Al imprimir hebras en 3D una al lado de la otra como se muestra en su trabajo anterior, las hebras se autoensamblan para formar parches de tejido.
"Estos parches se pueden implantar en el hueso o el cartílago, según las células que sean", dijo Ozbolat. "Se pueden usar para la osteoartritis, parches para cirugía plástica como el cartílago en el tabique nasal, la restauración de la rodilla y otros huesoso defectos del cartílago "
De alguna manera, el cartílago es más fácil que el hueso porque en el cuerpo humano, el cartílago no tiene vasos sanguíneos que lo atraviesan. Sin embargo, algunos huesos son naturalmente porosos, por lo que la porosidad es valiosa para reemplazar o reparar ese hueso. Aunque actualmente solose pueden hacer pequeños parches, estos parches son más fáciles de fabricar que cultivar tejido artificial en andamios.
Los investigadores están considerando aplicar los mismos métodos a los músculos, la grasa y otros tejidos.
Otros investigadores en Penn State incluyen a Yang Wu, becario postdoctoral en ciencias de la ingeniería y mecánica; Monika Hospodiuk, estudiante graduada en ingeniería agrícola y biológica; Hemanth Gudapati, estudiante graduado en ciencias de la ingeniería y mecánica; Thomas Neuberger, director, Resonancia magnética de campo altoImaging Facility; Srinivas Koduru, tecnólogo investigador en el Departamento de Cirugía; y Dino J. Ravnic, profesor asistente de cirugía, Penn State Cancer Institute. También en el proyecto estuvo el investigador visitante Weijie Peng, departamento de farmacología, Universidad de Nanchang, China.
La Fundación Nacional de Ciencias, el Consejo de Becas de China y la Asociación de Ciencia y Tecnología de Jiangxi apoyaron este trabajo.
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Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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