Biomedizinische Ingenieure sind gewachsen lebenden Skelettmuskulatur , die viel wie echt aussieht. Sie zieht sich stark und schnell integriert schnell in Mäusen , und zum ersten Mal demonstriert die Fähigkeit, sich sowohl im Labor und im Inneren eines Tieres zu heilen.
Die an der Duke University durchgeführte Studie untersucht die biotechnologisch Muskel buchstäblich beobachten sie durch ein Fenster auf der Rückseite des lebenden Maus . Die neue Technik erlaubt für Echtzeit-Überwachung der Integration des Muskels und Reifung in einer lebenden , zu Fuß Tier.
Sowohl die Labor -grown Muskel- und Untersuchungsmethoden sind wichtige Schritte zur wachsenden tragfähige Muskulatur für die Untersuchung und Behandlung von Krankheiten, Verletzungen, sagte Nenad Bursac , Associate Professor für Biomedizinische Technik an der Duke .
Die Ergebnisse erschienen in den Proceedings of the National Academy of Sciences Early Edition .
" Der Muskel wir gemacht haben, stellt einen wichtigen Fortschritt für das Feld ", sagte Bursac . "Es ist das erste Mal, technisch hergestellten Muskels wurde , dass die Verträge als native Neugeborenen Skelettmuskulatur erzeugt so stark . "
Durch jahrelange Perfektionierung ihrer Techniken , ein Team von Bursac und Doktorand Mark Juhas führte entdeckt, dass die Vorbereitung besser Muskel erfordert zwei Dinge - gut entwickelte kontraktilen Muskelfasern und einen Pool von Muskelstammzellen , wie Satelliten-Zellen bekannt.
Jeder Muskel hat Satellitenzellen auf Reserve , bereit, auf Verletzungen zu aktivieren und beginnen den Regenerationsprozess . Der Schlüssel zum Erfolg des Teams erfolgreich die Schaffung der Mikroumgebungen - genannt Nischen - , wo diese Stammzellen warten auf ihre Ruf zur Pflicht .
"Simply Implantation Satellitenzellen oder weniger entwickelten Muskel nicht so gut ", sagte Juhas . " Die gut entwickelte Muskulatur haben wir bietet Nischen für Satellitenzellen zu leben und , wenn nötig, um die robuste Muskulatur und ihre Funktion wieder herzustellen. "
Um ihre Muskeln auf die Probe gestellt , lief die Ingenieure es durch einen Handschuh von Versuchen im Labor. Durch die Stimulation mit elektrischen Impulsen , maßen sie ihre Kontraktionskraft , die zeigen, dass es mehr als 10 -mal stärker als alle bisherigen entwickelt Muskeln. Sie beschädigt ist, mit einem Toxin in Schlangengift gefunden , um zu beweisen , dass die Satellitenzellen aktivieren kann , multiplizieren und die verletzten Muskelfasern erfolgreich heilen.
Dann zogen sie aus einer Schüssel und in eine Maus .
Mit Hilfe von Greg Palmer, Assistent Professor für Strahlentherapie in der Duke University School of Medicine, eingefügt die Mannschaft ihrem Labor -grown Muskel in eine kleine Kammer auf dem Rücken von lebenden Mäusen platziert . Die Kammer wurde dann mit einer Glasplatte abgedeckt. Alle zwei Tage für zwei Wochen, abgebildet Juhas die implantierten Muskeln durch das Fenster , über ihre Fortschritte zu überprüfen.
Durch gentechnisch veränderte die Muskelfasern um fluoreszierende blinkt während produzieren Kalzium Spikes - die Muskeln zur Kontraktion verursachen - konnten die Forscher beobachten die Blitze werden heller als der Muskel immer stärker .
" Wir konnten sehen, und messen Sie in Echtzeit , wie Blutgefäße wuchsen in die implantierten Muskelfasern , Reifung in Richtung in Höhe der Stärke seines nativen Gegen ", sagte Juhas .
Die Ingenieure beginnen jetzt Arbeit zu sehen, ob ihre biomimetische Muskel kann verwendet werden, um tatsächliche Muskelverletzungen und Krankheiten zu reparieren.
" Kann es vaskularisieren , innervieren und die Reparatur -Funktion des geschädigten Muskels ? " fragte Bursac . "Das ist , was wir arbeiten werden für die nächsten Jahre . "