21:09 2023-02-07
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Cernelurile peptidice de imprimare 3D ar putea avansa medicina regenerativă
_ Peptide 3D-printing cernelurile ar putea avansa medicina regenerativă
Cum construiești structuri complexe pentru adăpostirea celulelor folosind un material la fel de moale precum Jell-O? Oamenii de știință de la Universitatea Rice au răspunsul și reprezintă un potențial salt înainte pentru medicina regenerativă și cercetarea medicală în general.
Cercetătorii din laboratorul lui Jeffrey Hartgerink de la Rice au descoperit cum să facă Imprimați 3D structurile bine definite folosind o cerneală peptidică cu auto-asamblare. „În cele din urmă, scopul este de a imprima structuri cu celule și de a crește țesut matur într-o cutie Petri. Aceste țesuturi pot fi apoi transplantate pentru a trata leziunile sau folosite pentru a afla cum funcționează o boală și pentru a testa candidații la medicamente”, a spus Adam Farsheed. un student absolvent de bioinginerie Rice și autorul principal al studiului, care a apărut în Advanced Materials.
„Există 20 de aminoacizi naturali care alcătuiesc proteinele în corpul uman”, a spus Farsheed. „Aminoacizii pot fi legați împreună în lanțuri mai mari, cum ar fi blocurile Lego. Când lanțurile de aminoacizi sunt mai lungi de 50 de aminoacizi, se numesc proteine, dar când aceste lanțuri sunt mai scurte de 50 de aminoacizi, ele sunt numite peptide. În această lucrare, am folosit peptide ca material de bază în cernelurile noastre de imprimare 3D.”
Dezvoltate de Hartgerink și colaboratori, aceste „peptide cu mai multe domenii” sunt concepute pentru a fi hidrofobe pe o parte și hidrofile pe de altă parte. Când este plasată în apă, „una dintre molecule se va răsturna peste alta, creând ceea ce numim un sandviș hidrofob”, a spus Farsheed.
Aceste sandvișuri se stivuiesc unul peste altul și formează fibre lungi, care apoi formează un hidrogel, un material pe bază de apă cu o textură gelatinoasă care poate fi util pentru o gamă largă de aplicații, cum ar fi ingineria țesuturilor, robotica moale și tratarea apelor uzate.
Peptidele cu domenii multiple au fost folosite pentru regenerarea nervilor, tratamentul cancerului și vindecarea rănilor și s-a dovedit că promovează niveluri ridicate de infiltrare celulară și de dezvoltare a țesuturilor atunci când sunt implantate în organismele vii.
„Știm că peptidele cu mai multe domenii pot fi implantate în siguranță în organism”, Farsheed. a spus. „Dar ceea ce căutam să fac în acest proiect era să merg într-o direcție diferită și să arăt că aceste peptide sunt o cerneală grozavă de imprimare 3D.
„Ar putea fi contraintuitiv, deoarece materialul nostru este atât de moale, dar am recunoscut că peptidele noastre multidomeniu sunt un candidat ideal pentru cerneală, datorită modului în care se auto-asamblează", a continuat el. "Materialul nostru se poate reasambla după ce este deformat, similar cu modul în care pasta de dinți formează o fibră frumoasă când este împinsă afară dintr-un tub".
Experienta de inginerie mecanică a lui Farsheed i-a permis să adopte o abordare neconvențională atunci când își testează ipoteza.
„Am avut mai mult o abordare de inginerie cu forță brută în care, în loc să modific chimic materialul pentru a face este mai susceptibil de imprimare 3D, am testat pentru a vedea ce s-ar întâmpla dacă pur și simplu aș adăuga mai mult material", a spus el. „Am crescut concentrația de aproximativ patru ori și a funcționat extrem de bine.
"Au existat doar o mână de încercări de a imprima 3D folosind alte peptide care se auto-asambla și care funcționează totul este grozav, dar aceasta este prima dată când orice sistem de peptide cu auto-asamblare a fost folosit pentru a imprima 3D cu succes astfel de structuri complexe”, a continuat Farsheed.
Structurile au fost imprimate fie cu încărcare pozitivă, fie negativă. peptidele multidomeniu încărcate și celulele musculare imature plasate pe structuri s-au comportat diferit în funcție de sarcină. Celulele au rămas strânse pe substrat cu o sarcină negativă, în timp ce pe materialul încărcat pozitiv celulele s-au răspândit și au început să se maturizeze.
„Asta arată că putem controla comportamentul celulei folosind atât complexitatea structurală, cât și cea chimică, ", a spus Farsheed.
Hartgerink este profesor de chimie și bioinginerie și catedră asociat pentru studii universitare. Farsheed este un student absolvent de bioinginerie și autorul principal al studiului. Co-autorii studiului suplimentar sunt studentul Adam Thomas și studentul absolvent Brett Pogostin.
Comentarii:
Adauga Comentariu