Biomedicinska ingenjörer vid University of California, Davis, har skapat en labbodlad vävnad som liknar naturligt brosk genom att ge den en bit av en sträcka. Vävnaden, växte under spänning men utan stödjande ställning, visar liknande mekaniska och biokemiska egenskaper som naturligt brosk. Resultaten publiceras den 12 juni i tidskriften Naturmaterial .

Ledbrosk ger en slät yta för våra leder att röra sig, men det kan skadas av trauma, sjukdom eller överanvändning. En gång skadad, det växer inte tillbaka och är svårt att ersätta. Konstgjord brosk som kan implanteras i skadade leder skulle ha stor potential att hjälpa människor att återfå rörligheten.

Naturligt brosk bildas av celler som kallas kondrocyter som håller ihop och producerar en matris av proteiner och andra molekyler som stelnar till brosk. Bioingenjörer har försökt skapa brosk, och annat material, i laboratoriet genom att odla celler på konstgjorda ställningar. På senare tid, de har vänt sig till "ställningsfria" system som bättre representerar naturliga förhållanden.

UC Davis -laget, ledd av professor Kyriacos Athanasiou, Institutionen för biomedicinsk teknik, odlade mänskliga kondrocyter i ett ställningsfritt system, låta cellerna självmontera och hålla ihop i en specialdesignad enhet. När cellerna hade samlats, de sattes under spänning - milt utsträckta - under flera dagar. De visade liknande resultat med hjälp av nötceller också.

"När de sträckte sig, de blev styvare, "sa Jerry Hu, en forskningsingenjör och medförfattare till studien. "Vi anser att brosk är starkt i komprimering, men att sätta det under spänning har dramatiska effekter. "

Det nya materialet hade en liknande sammansättning och mekaniska egenskaper som naturligt brosk, de hittade. Den innehåller en blandning av glykoproteiner och kollagen, med tvärbindningar mellan kollagensträngar som ger materialet styrka.

Experiment med möss visar att det lab-odlade materialet kan överleva i en fysiologisk miljö. Nästa steg, Hu sa, är att lägga det lab-odlade brosket i en bärande led, för att se om det förblir hållbart under stress.

"I denna omfattande studie, vi visade att vi äntligen kan konstruera vävnad som har drag- och kompressionsegenskaper hos nativ vävnad, "Sade Athanasiou." Det artificiella brosk som vi konstruerar är helt biologiskt med en struktur som liknar äkta brosk. Viktigast, vi tror att vi har löst det komplexa problemet med att göra vävnader i laboratoriet som är tillräckligt starka och styva för att klara de extremt höga belastningarna som uppstår i leder som knä och höft. "