Erstellen Knorpel Stronger

Lab -grown Gewebe könnte eines Tages liefern neue Behandlungen für Verletzungen und Schäden an den Gelenken , einschließlich Gelenkknorpel, Sehnen und Bänder.


Bindegewebe , wie Knorpel aus vernetztem Bündel aus Collagenfasern . UC Davis biomedizinische Ingenieure haben herausgefunden, dass die Verringerung der Sauerstoff oder das Hinzufügen von ein Enzym namens LOX können Sie mit diesen Kombinationen stärker machen . Die Technik kann verwendet werden, um sowohl natürlichen Knorpels im Labor zur Transplantation aufbewahrt stärken und künstlichen Knorpel in Kultur gezüchtet .
Credit: Eleftherios Makris und Kyriacos Athanasiou , UC Davis

Knorpel, zum Beispiel, ist ein hartes Material , das die Enden der Knochen Mützen und ermöglicht Gelenke reibungslos funktionieren. UC Davis biomedizinische Ingenieure , nach Möglichkeiten, abhärten Knorpel und halten natürlichen Geweben stark außerhalb des Körpers , können neue Entwicklungen in dieser Woche in der Zeitschrift Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften .

"Das Problem mit technisch hergestellte Gewebe ist, dass die mechanischen Eigenschaften sind weit von denen der nativen Gewebe ", sagte Eleftherios Makris , ein Postdoc-Forscher an der UC Davis Institut für Biomedizinische Technik und erste Autor auf dem Papier . Makris wird unter der Leitung von Professor A. Kyriacos Athanasiou , einem aufstrebenden Professor für Biomedizinische Technik und orthopädische Chirurgie , und Vorsitzender der Abteilung für Biomedizinische Technik arbeiten .

Während Knorpel noch zu prüfende oder für die Anwendung am Menschen zugelassen werden , ist ein aktuelles Verfahren zur Behandlung von ernsthaften Gelenkproblemen mit Transplantaten von nativen Knorpel. Aber es ist bekannt, dass dieses Verfahren nicht ausreichend, da eine langfristige klinische Lösung , wobei Makris .

Der Hauptbestandteil des Knorpels ist ein Protein namens Kollagen , die auch Kraft und Flexibilität , um den Großteil unserer Geweben, einschließlich Bänder, Sehnen , Haut und Knochen. Kollagen wird von den Zellen produziert und aus langen Fasern, die vernetzt sein können, gemeinsam gemacht .

Engineering neuer Knorpel

Forscher in der Athanasiou Gruppe wurden beibehalten nativen Knorpel im Labor und Kultivierung Knorpelzellen oder Chondrozyten, um Knorpel zu produzieren.

" In konstruiert Gewebe produzieren die Zellen zunächst eine unreife Matrix und der Reifungsprozess macht es schwieriger ", sagte Makris .

Kniegelenke sind in der Regel in Sauerstoff niedrig, so dass die Forscher sich auf die Wirkung zu berauben nativen oder Knorpel von Sauerstoff. In beiden Fällen niedriger Sauerstoff mehr Vernetzung und stärkeren Material geführt. Sie fanden auch, dass das Enzym Lysyl -Oxidase, die durch Sauerstoffmangel ausgelöst wird , gefördert Vernetzung und machte das Material stärker.

" Die Auswirkungen der in der PNAS Papier vorgestellten Arbeiten sind enorm in Bezug auf Gewebetransplantaten in der Chirurgie, sowie neue Gewebe hergestellt unter Verwendung der Prinzipien des Tissue Engineering ", sagte Athanasiou . Transplantate , wie Leichen Knorpel, Sehnen oder Bänder - berüchtigt für den Verlust ihrer mechanischen Eigenschaften bei der Lagerung - können nun mit den an der UC Davis entwickelte sie stärker und voll funktionsfähig zu machen Prozesse behandelt werden , sagte er.

Athanasiou auch sieht , dass viele Methoden des Tissue Engineering werden nun geändert , um die Vorteile dieser Stärkung Technik Rechnung zu tragen.