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– Desarrollo de estructura de fibra 3D basada en células para la regeneración muscular artificial
Minapim de Hernan Valenzuela: El equipo de investigación del profesor Seong-Jun Park, del Departamento de Ingeniería Biológica y Cerebral de la Universidad de Yonsei, anunció que ha desarrollado una estructura 3D personalizada, un músculo artificial basado en células, para regenerar músculos, vasos sanguíneos. y tejidos nerviosos utilizando métodos de fabricación de fibra óptica en conjunto con los equipos de investigación de la Universidad de Yonsei y el MIT.
La pérdida de masa muscular que se produce después de un traumatismo y la resección del tumor es una de las principales causas de restricción a largo plazo del movimiento del paciente. Actualmente se está realizando un método de cirugía basado en el trasplante para su tratamiento, pero este tiene un problema que no solo puede ocasionar problemas en el sitio provisto por el tejido, sino que además la capacidad de regeneración efectiva y la funcionalidad muscular no aparecen suficientemente en el trasplantado. músculos.
Como alternativa a esto, se están realizando investigaciones para inducir la regeneración del músculo esquelético mediante el trasplante celular directo al área dañada, pero la tecnología actual es difícil de aplicar en la práctica clínica real debido a la falta de funcionalidad y tasa de supervivencia en las células a largo plazo. Para resolver el problema, el equipo de investigación utilizó la reprogramación directa de fibroblastos para convertirlos en células progenitoras miogénicas inducidas (iMPC).
Además, como es necesario proporcionar un microambiente mecánico / bioquímico ideal para la diferenciación y el crecimiento celular efectivos, el equipo de investigación resolvió esto proporcionando una estructura 3D híbrida a través de una combinación de un polímero artificial / natural apropiado.
El primer material utilizado para fabricar la estructura es un polímero PCL – policarpolactona, con excelente biocompatibilidad y resistencia. El equipo de investigación ha fabricado con éxito una estructura de PCL 3D basada en fibras utilizando un proceso de estiramiento térmico (TDP) utilizado principalmente para fabricar fibras ópticas y un método de lixiviación de sal para formar una estructura porosa.
Este proceso tiene la ventaja de permitir la producción en masa de la estructura mientras se puede controlar libremente el tamaño, la resistencia y la porosidad de la estructura. El segundo material es una matriz extracelular (MEC) elaborada mediante un proceso de descelularización, y los investigadores pudieron proporcionar un entorno de diferenciación ideal para las células trasplantadas mediante una combinación adecuada de los dos materiales.
Como resultado, el equipo de investigación confirmó que no solo se promovió la diferenciación y formación de células musculares en modelos in vitro e in vivo, sino también la distribución de nervios periféricos y vasos sanguíneos, además del aumento de músculos.
Además, en el modelo de pérdida muscular volumétrica para ratones, el equipo de investigación confirmó que cuando se desarrolló la estructura y las células se trasplantaron juntas, la capacidad del músculo regenerado aumentó drásticamente en comparación con cuando solo se trasplantaron las células.
El profesor Seong-Jun Park, quien dirigió la investigación, dijo: «Esta investigación es significativa porque hemos desarrollado un nuevo método que puede producir en masa estructuras 3D personalizadas para la regeneración de varios tejidos además de músculos en el futuro».
Desde entonces, esta tecnología ha desarrollado una variedad de biomateriales y células madre. Cuando se combina con la tecnología, esperamos crear una gran sinergia en las áreas de ingeniería de tejidos y el desarrollo de músculos artificiales «.
Los resultados del estudio se publicaron en la revista internacional Advanced Materials el 19 de febrero de 2021. (Nombre del artículo: regeneración funcional del músculo esquelético con fibras porosas estiradas térmicamente y progenitores musculares reprogramados para lesiones musculares volumétricas)
Fuente: KAIST
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