Los científicos e ingenieros de Northwestern Medicine han inventado una gama de "papeles tisú" bioactivos hechos de materiales derivados de órganos que son lo suficientemente delgados y flexibles como para doblarse incluso en un pájaro de origami. Los nuevos biomateriales pueden potencialmente usarse para apoyar la producción de hormonas naturales enpacientes jóvenes con cáncer y ayuda a la cicatrización de heridas.
Los papeles tisú están hechos de proteínas estructurales excretadas por las células que dan a los órganos su forma y estructura. Las proteínas se combinan con un polímero para hacer que el material sea flexible.
En el estudio, se hicieron tipos individuales de papel tisú a partir de proteínas de los ovarios, útero, riñón, hígado, músculo o corazón obtenidas mediante el procesamiento de órganos de cerdo y vaca. Cada papel tisú tenía propiedades celulares específicas del órgano del que se hizo.
El artículo que describe el papel tisú y su función se publicará el 7 de agosto en la revista Materiales funcionales avanzados .
"Esta nueva clase de biomateriales tiene potencial para la ingeniería de tejidos y la medicina regenerativa, así como para el descubrimiento de fármacos y la terapéutica", dijo la autora correspondiente Ramille Shah. "Es versátil y quirúrgicamente amigable".
Shah es profesora asistente de cirugía en la Escuela de Medicina Feinberg y profesora asistente de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería McCormick. También es miembro del Instituto Simpson Querrey para BioNanotecnología.
Para la cicatrización de heridas, Shah cree que el papel de seda podría brindar apoyo y la señalización celular necesaria para ayudar a regenerar el tejido para prevenir cicatrices y acelerar la curación.
Los papeles tisú están hechos de órganos o tejidos naturales. Las células se extraen, dejando las proteínas estructurales naturales, conocidas como matriz extracelular, que luego se secan en un polvo y se procesan en los papeles tisú. Cada tipo de papelcontiene bioquímicos residuales y arquitectura de proteínas de su órgano original que puede estimular a las células a comportarse de cierta manera.
En el laboratorio de la científica reproductiva Teresa Woodruff, el papel de seda hecho de un ovario bovino se utilizó para hacer crecer los folículos ováricos cuando se cultivaron in vitro. Los folículos óvulos y células productoras de hormonas cultivados en el papel de seda producían las hormonas necesariaspara su correcto funcionamiento y maduración.
"Esto podría proporcionar otra opción para restaurar la función hormonal normal en los pacientes jóvenes con cáncer que a menudo pierden su función hormonal como resultado de la quimioterapia y la radiación", dijo Woodruff, coautor del estudio.
Se podría implantar una tira de papel ovárico con los folículos debajo del brazo para restaurar la producción de hormonas en pacientes con cáncer o incluso en mujeres en la menopausia.
Woodruff es el director del Consorcio de Oncofertilidad y Profesor en Memoria de Thomas J. Watkins de Obstetricia y Ginecología en Feinberg.
Además, el papel de seda hecho de varios órganos apoyó por separado el crecimiento de células madre humanas adultas. Los científicos colocaron células madre de médula ósea humana en el papel de seda, y todas las células madre se unieron y multiplicaron durante cuatro semanas.
"Esa es una buena señal de que el papel apoya el crecimiento de células madre humanas", dijo el primer autor Adam Jakus, quien desarrolló los papeles tisú. "Es un indicador de que una vez que comencemos a usar papel tisú en modelos animales, será biocompatible".
Los pañuelos de papel se sienten y se comportan de manera muy similar al papel de oficina estándar cuando están secos, dijo Jakus. Jakus simplemente los apila en un refrigerador o congelador. Incluso los dobló juguetonamente en un pájaro de origami.
"Incluso cuando están mojados, los papeles tisú mantienen sus propiedades mecánicas y se pueden enrollar, doblar, cortar y suturar a un tejido", dijo.
Jakus fue becario postdoctoral Hartwell en el laboratorio de Shah para el estudio y ahora es director de tecnología y cofundador de la empresa emergente Dimension Inx, LLC, que también fue cofundada por Shah. La compañía desarrollará, producirá y venderá material imprimible en 3Dmateriales principalmente para aplicaciones médicas. La propiedad intelectual es propiedad de Northwestern University y se otorgará a Dimension Inx.
Una invención provocada por un derrame accidental
Un derrame accidental de tinta de impresión 3D en el laboratorio de Shah por Jakus provocó la invención del papel de seda. Jakus estaba intentando hacer una tinta de ovario imprimible en 3D similar a los otros materiales imprimibles en 3D que desarrolló previamente para reparary regenerar tejido óseo, muscular y nervioso. Cuando fue a limpiar el derrame, la tinta del ovario ya había formado una hoja seca.
"Cuando traté de levantarlo, se sintió fuerte", dijo Jakus. "En ese momento supe que podía producir grandes cantidades de materiales bioactivos a partir de otros órganos. La bombilla se encendió en mi cabeza. Podía hacer esto conotros órganos. "
"Es realmente sorprendente que la carne y los subproductos animales como un riñón, hígado, corazón y útero se puedan transformar en biomateriales similares al papel que potencialmente pueden regenerar y restaurar la función de tejidos y órganos", dijo Jakus.Nunca volveré a ver un filete o un lomo de cerdo de la misma manera ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Northwestern . Original escrito por Marla Paul. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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