Los materiales programados específicamente pueden, bajo condiciones específicas, alentar a las células madre a transformarse en células óseas. Para hacer esto, los científicos implementaron un llamado polímero de memoria de forma en la investigación con células madre.
Las células madre son conocidas por su capacidad de convertirse en muchos tipos diferentes de células, ya sean células musculares, cartílagos o células óseas. Al igual que el cuerpo del que forman parte, las células madre perciben lo que sucede a su alrededor y reaccionan en consecuencia.Durante décadas, los investigadores han estado aprendiendo cómo dirigir este proceso de diferenciación cambiando el entorno de las células. El conocimiento adquirido ya se está utilizando en la ingeniería de tejidos, en otras palabras, para generar materiales sustitutos que restauran o mantienen tejidos biológicos dañados. Sin embargo, la mayoría de las investigacionesse ha realizado en andamios estáticos. Ahora, los investigadores del Helmholtz-Zentrum Geesthacht HZG, el Centro de Terapias Regenerativas de Berlín-Brandenburgo, la Universidad Freien de Berlín y el Instituto Virtual Helmholtz de Biomateriales Multifuncionales en medicina han utilizado un andamio dinámico.
Nuevo método creado
Los investigadores tomaron una lámina de polímero que actúa como un músculo artificial. La lámina tiene la propiedad inusual de que está entrenada para transformarse reversiblemente cuando se expone a cambios repetidos de temperatura. Los investigadores simplemente moldearon una rejilla en la parte inferior de la lámina y programaronse estiró a medida que la temperatura pasó de la temperatura corporal 37 ° C a 10 ° C y se contrajo cuando se volvió a calentar. Luego sembraron la lámina con células madre y observaron cuidadosamente la forma cambiante de la lámina y las celdas cuadriculadas.Con la ayuda de este "músculo artificial", los científicos podrían usar una señal física, el cambio de temperatura, para enviar simultáneamente una segunda señal mecánica a las células madre. Con estos estímulos sincronizados es posible alentar a las células madre a que se vuelvanen células óseas.
"Nuestra hoja de actuador de polímero tiene una función llamada memoria de forma. En nuestros experimentos, esto le permite actuar como un transductor, con el cual podemos instruir efectivamente a las células para que hagan lo que queramos. Descubrimos que los cambios enla temperatura, combinada con el movimiento de estiramiento repetido de la película, fue suficiente para alentar a las células madre a diferenciarse en células óseas ", explicó el profesor Andreas Lendlein, autor del artículo y director del Instituto de Ciencias Biomateriales de HZG en Teltow, Alemania.
aplicación potencial en fracturas óseas complejas
"Las láminas de polímero programadas podrían, por ejemplo, luego usarse para tratar huesos rotos tan severamente que el cuerpo no puede repararlo por sí mismo. Las células madre de la médula ósea de un paciente podrían cultivarse en la lámina y envolverse de forma adaptativa alrededor de lahueso durante una operación. Las células previamente "entrenadas" podrían fortalecer directamente los huesos ", dijo el profesor Lendlein.
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Materiales proporcionado por Helmholtz-Zentrum Geesthacht / Centre für Center for Materials and Coastal Research . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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