Forskare har rapporterat ett material som styr cellers beteende på ett dynamiskt sätt, precis som det händer inom biologin. En ny teknik använder funktionella komponenter som kan "klickas" till ett material som använder vitamin H. Forskare från TechMed Center vid University of Twente kommer nu att kunna lägga till funktionalitet till biomaterial medan celler av materialet är vid liv. Resultaten redovisas i Naturkommunikation .

Biologisk vävnad förändras och förnyas ständigt. Det är väldigt tydligt när det gäller läkning av sår, men det förekommer också vid åldrande. Biomedicinska ingenjörer står inför utmaningen att utveckla material som kan efterlikna cellers naturliga dynamiska beteende. De flesta nuvarande material är statiska, och har alltså en fördefinierad funktion. De saknar mångsidigheten hos naturlig vävnad. Att anpassa materialegenskaper var möjligt till viss del, men i många fall detta gjordes med hjälp av komplexa tekniker som ofta använde giftiga ämnen som var skadliga för de levande cellerna. Tekniken som nu utvecklas av UT-forskare, är helt kompatibel med levande celler och vad mer:den är baserad på relativt billiga, enkel, säker kemi med ett brett användningsområde.

Vitamin H

Forskarna applicerade vitamin H på materialen och bevisade att det är möjligt att klicka på "stimulerande element" till biomaterialen. Det dynamiska beteendet hos biologisk vävnad kan efterliknas genom att använda två versioner av vitamin H. Att koppla vitaminer med olika styrka till materialet, gör utbyte möjligt. Det är till och med möjligt att lägga till material med cell med flera funktioner och till och med ändra dem aktivt i tid. Detta är ett viktigt genombrott som ger möjligheter att göra vävnad som kan fungera på samma sätt som naturlig vävnad, till exempel. Ett annat alternativ är att efterlikna sjukdomar i labbet för utveckling och testning av medicin.

Ben och brosk från stamceller

Den nya tekniken möjliggör partiell funktionalisering av ett material, vilket öppnar vägen för att odla komplex vävnad i labbet. Man skulle kunna tänka sig ett biomaterial med stamceller, där celler i ena halvan av materialet stimuleras till benbildning, medan de skapar brosk i den andra halvan. Detta kan avsevärt förbättra leddefekter orsakade av broskskador. Tekniken erbjuder ett brett utbud av möjligheter att skapa nya biomaterial som en ritning för att skapa verklighetstrogna organ.

Pappret, "Spationtemporal materialfunktionalisering via konkurrerande supramolekylär komplexbildning av avidin och biotinanaloger, " framträdde i Naturkommunikation .