La ingeniería de tejidos ha dependido durante mucho tiempo de andamios geométricamente estáticos sembrados con células en el laboratorio para crear nuevos tejidos e incluso órganos. El material de andamio, generalmente una estructura polimérica biodegradable, se suministra con células y las células, si se suministran con elnutrientes adecuados, luego se convierten en tejido a medida que el andamio subyacente se biodegrada. Pero este modelo ignora los procesos morfológicos extraordinariamente dinámicos que subyacen al desarrollo natural de los tejidos.
Ahora, los investigadores de la Universidad de Illinois Chicago han desarrollado nuevos hidrogeles 4D, materiales 3D que tienen la capacidad de cambiar de forma con el tiempo en respuesta a estímulos, que pueden transformarse varias veces de una manera preprogramada o bajo demanda en respuestaa señales de disparo externas.
en un nuevo ciencia avanzada estudio, los investigadores de la UIC, dirigidos por Eben Alsberg, muestran que estos nuevos materiales pueden usarse para ayudar a desarrollar tejidos que se asemejen más a sus contrapartes naturales, que están sujetos a fuerzas que impulsan el movimiento durante su formación.
"Los hidrogeles se pueden programar o inducir para que experimenten múltiples cambios de forma controlables a lo largo del tiempo. Esta estrategia crea condiciones experimentales para imitar o estimular parcialmente los diferentes cambios de forma continuos que experimentan los tejidos en desarrollo o en curación, y puede permitirnos estudiar la morfogénesis y tambiénayúdenos a diseñar arquitecturas de tejidos que se parezcan más a los tejidos nativos ", dijo Alsberg, profesor de ingeniería biomédica de Richard and Loan Hill y autor correspondiente del artículo.
El nuevo material está compuesto por diferentes hidrogeles que se hinchan o encogen a diferentes velocidades y extensiones en respuesta al agua o la concentración de calcio. Al crear patrones complejos de capas, los investigadores pueden guiar el material del conglomerado para que se doble de una forma u otralas capas se hinchan y / o encogen.
"Podemos cambiar la forma de estos materiales ajustando, por ejemplo, la cantidad de calcio presente", dijo Alsberg, quien también es profesor de ortopedia, farmacología e ingeniería mecánica e industrial en la UIC.
En sus experimentos, los investigadores pudieron hacer que el hidrogel formara bolsas de forma similar a los alvéolos, las diminutas estructuras en forma de saco en el pulmón donde tiene lugar el intercambio de gases.
Los hidrogeles de Alsberg no solo pueden cambiar su arquitectura varias veces, sino que también son altamente citocompatibles, lo que significa que pueden tener células incorporadas y las células permanecen vivas, algo que muchos materiales 4D existentes no pueden hacer.
"Estamos ansiosos por superar los límites de lo que nuestros sistemas de hidrogel únicos pueden hacer en términos de ingeniería de tejidos", dijo Aixiang Ding, investigador asociado postdoctoral en la UIC y coautor del artículo. Oju Jeon de la UIC, investigaciónprofesor, también es co-primer autor.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Chicago . Original escrito por Sharon Parmet. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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