Voor de eerste keer, wetenschappers hebben stervormige, biologisch afbreekbare polymeren die zichzelf kunnen assembleren tot holle, nanovezel bollen, en wanneer de bolletjes met cellen in wonden worden geïnjecteerd, deze bollen zijn biologisch afbreekbaar, maar de cellen leven voort om nieuw weefsel te vormen.

Het ontwikkelen van deze nanovezelbol als een celdrager die de natuurlijke groeiomgeving van de cel simuleert, is een zeer belangrijke vooruitgang in weefselherstel, zegt Peter Ma, professor aan de University of Michigan School of Dentistry en hoofdauteur van een paper over het onderzoek dat gepland staat voor geavanceerde online publicatie in Natuurmaterialen . Co-auteurs zijn Xiaohua Liu en Xiaobing Jin.

Het herstellen van weefsel is erg moeilijk en het succes wordt extreem beperkt door een tekort aan donorweefsel, zegt mama, die ook een aanstelling heeft bij het U-M College of Engineering. De procedure geeft hoop aan mensen met bepaalde soorten kraakbeenletsels waarvoor er nu geen goede behandelingen zijn. Het biedt ook een beter alternatief voor ACI, dat is een klinische methode voor het behandelen van kraakbeenletsels waarbij de eigen cellen van de patiënt direct in het lichaam van de patiënt worden geïnjecteerd. De kwaliteit van het weefselherstel door de ACI-techniek is niet goed omdat de cellen losjes worden geïnjecteerd en niet worden ondersteund door een drager die de natuurlijke omgeving voor de cellen nabootst, zegt mama.

Om complexe of vreemd gevormde weefseldefecten te herstellen, een injecteerbare celdrager is wenselijk om een ​​nauwkeurige pasvorm te bereiken en chirurgie te minimaliseren, hij zegt. Ma's lab heeft gewerkt aan een biomimetische strategie om een ​​celmatrix te ontwerpen --- een systeem dat biologie kopieert en de cellen ondersteunt terwijl ze groeien en weefsel vormen --- met behulp van biologisch afbreekbare nanovezels.

Ma zegt dat de nanovezelachtige holle microsferen zeer poreus zijn, waardoor voedingsstoffen gemakkelijk kunnen binnendringen, en ze bootsen de functies van de cellulaire matrix in het lichaam na. Aanvullend, de nanovezels in deze holle microsferen genereren niet veel afbraakbijproducten die de cellen zouden kunnen beschadigen, hij zegt.

De nanovezelachtige holle bolletjes worden gecombineerd met cellen en vervolgens in de wond geïnjecteerd. Wanneer de nanovezelbolletjes, die iets groter zijn dan de cellen die ze dragen, degraderen op de plaats van de wond, de cellen die ze dragen hebben al een goede start gemaakt met groeien omdat de nanovezelbolletjes een omgeving bieden waarin de cellen van nature gedijen.

Deze aanpak is succesvoller geweest dan de traditionele celmatrix die momenteel wordt gebruikt bij weefselgroei, hij zegt. Tot nu, er is geen manier geweest om zo'n matrix injecteerbaar te maken, dus het is niet gebruikt om cellen af ​​te leveren aan complex gevormde wonden.

Tijdens het testen, de nanovezelreparatiegroep groeide maar liefst drie tot vier keer meer weefsel dan de controlegroep, zegt mama. De volgende stap is om te zien hoe de nieuwe celdrager werkt bij grotere dieren en uiteindelijk bij mensen om kraakbeen en andere weefseltypes te herstellen.