Forskargruppen, ledd av forskare från University of California, Berkeley, undersökte rollen av materialstyvhet och topografi på cellbeteende. De använde en kombination av experimentella och beräkningsmetoder för att studera hur celler känner av och svarar på dessa fysiska signaler.
Resultaten avslöjade att materialstyvhet spelar en betydande roll för att styra stamcellsdifferentiering. Styvare material främjade differentieringen av stamceller till osteoblaster (benbildande celler), medan mjukare material gynnade bildningen av adipocyter (fettceller).
Dessutom visade studien att materialtopografi påverkar cellmigration. Celler uppvisade en föredragen migrationsriktning längs inriktade nanofibrer jämfört med slumpmässiga nanofiberarrangemang. Denna riktade migration är väsentlig för vävnadsregenerering och sårläkningsprocesser.
Forskarna använde beräkningsmodellering för att belysa de molekylära mekanismerna bakom dessa material-cell-interaktioner. De fann att materialstyvhet och topografi modulerar uttrycket av specifika gener och signalvägar, vilket leder till de observerade cellulära svaren.
Dessa fynd har viktiga konsekvenser för utformningen av biomaterial för vävnadsteknik och regenerativ medicin. Genom att kontrollera materialegenskaper, såsom styvhet och topografi, är det möjligt att styra cellbeteende och främja bildandet av önskade vävnader.
Studien belyser vikten av att förstå samspelet mellan material och celler för att konstruera biomaterial som effektivt kan reparera och regenerera skadade vävnader.
