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Wissenschaftler wachsen schlagendes Herzgewebe auf Spinatsblättern

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Ein Forschungsteam, das durch polytechnisches Institut Worcesters (WPI) vorangegangen wird scientists* hat ein bedeutendes Gewebetechnikproblem gelöst, welches zurück die Regeneration von schädigenden menschlichen Geweben und von Organen hält: wie man kleine, empfindliche Blutgefäße wächst, die über den Fähigkeiten des Druckens 3D hinaus sind.

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Die Forscher benutzten Pflanzenblätter als Gestelle (Strukturen) um das Zweigstellennetz von Blutgefäßen zu schaffen — unten zur haarartigen Skala — erfordert, um den Sauerstoff, die Nährstoffe und die wesentlichen Moleküle zu liefern erfordert für richtiges Gewebewachstum.

In einer Reihe von unkonventionellen Experimenten züchtete das Team schlagende menschliche Herzzellen auf Spinatsblättern, die von den Pflanzenzellen abgestreift wurden. *** Die Forscher decellularized zuerst Spinatsblätter (entfernte die Zellen und verließ nur die Adern), indem es (Fließen) eine reinigende Lösung durch die Adern der Blätter durchströmte. Was blieb, war ein Rahmen, der hauptsächlich von der biocompatible Zellulose gebildet wurde, die bereits in einer großen Vielfalt von verbessernden Medizinanwendungen, wie Knorpelgewebetechnik, Knochengewebetechnik und Wundheilung benutzt wird.

Nach der Prüfung des Spinatsgefäß (Blattschiffstruktur) Systems mechanisch durch die flüssige Flüssigkeiten und Microbeads, die an Größe menschlichen Blutzellen durch es ähnlich sind, säten die Forscher den Vasculature mit endothelial Zellen der menschlichen Nabelvene (HUVECs) um endothelial Zellen (die zu wachsen Blutgefäße zeichnen).

Menschliche mesenchymal Stammzellen (hMSC) und menschliche pluripotent Stamm-Zelle-abgeleitete cardiomyocytes (Herzmuskelzellen) (HPScm) wurden dann zu den Außenseiten der Betriebsgestelle gesät. Die cardiomyocytes zeigten spontan zusammenziehbare Herzfunktion (Schlagen) und die Kalzium-Behandlung von Fähigkeiten im Laufe 21 Tage.

Diese Machbarkeitsnachweisstudien öffnen möglicherweise die Tür zur Anwendung von mehrfachen Spinatsblättern, um Schichten des gesunden Herzmuskels zu wachsen, und eine mögliches Gewebe ausgeführte Transplantation, die nach den Betriebsgestellen basiert wurde, mehrfache Blätter, in denen irgendeine Tat als arterielle Unterstützung benutzen könnte und irgendein Auftretung als venöse Rückkehr des Bluts und der Flüssigkeiten vom menschlichen Gewebe, sagen die Forscher.

„Unser Ziel ist immer, neue Therapien zu entwickeln, die Myokardinfarkt behandeln können, oder Herzinfarkte,“ sagte Glenn Gaudette, Doktor, Professor der biomedizinischen Technik an WPI und den entsprechenden Autor eines Papiers des freien Zugangs in den Zeitschrift Biosubstanzen, online veröffentlicht im Vorsprung vor der Frage im Mai 2017.

„Leider, erledigen wir keine sehr gute Arbeit von sie heute behandeln. Wir müssen das verbessern. Wir haben viel mehr die Arbeit, zu tun, aber bis jetzt ist diese sehr viel versprechend.“

Z.Z. ist es nicht, wie der Anlagenvasculature in den gebürtigen menschlichen Vasculature integriert würde und ob es eine Immunreaktion geben würde, die Autoren rät klar.

Die Forscher auch jetzt optimieren den decellularization Prozess und sehen, wie gut man verschiedene menschliche Zellarten wächst, während sie (befestigt werden und möglicherweise durch), zu den verschiedenen Anlage-ansässigen Gestellen ernährt, die für fachkundige Geweberegenerationsstudien angepasst werden konnten. „Die zylinderförmige hohle Struktur des Stammes von Impatiens-Capensis entspräche möglicherweise besser einer arteriellen Transplantation,“ die Autornanmerkung. „Andererseits, wären möglicherweise die Gefäßspalten des Holzes nützlich in der Knochentechnik wegen ihrer relativen Stärke und Geometrie.“

Andere Arten Anlagen konnten den Rahmen für eine breite Palette anderer Gewebetechniktechnologien auch zur Verfügung stellen, schlagen die Autoren vor. ****

Die Autoren stellen fest, dass „Entwicklung von decellularized Anlagen für Baugerüst das Potenzial für einen neuen Wissenschaftszweig erschließen, der das Nachahmen zwischen Königreichen z.B. zwischen Pflanzen und Tiere nachforscht. Obgleich weitere Untersuchung erforderlich ist, zukünftige Anwendungen dieser neuen Technologie zu verstehen, glauben wir, dass sie das Potenzial hat, sich zu einer ‚grünen‘ Lösung zweckdienlich einer Myriade von verbessernden Medizinanwendungen zu entwickeln.“

* das Forschungsteam schließt auch menschliche Stammzelle- und Betriebsbiologieforscher an der Universität von Wisconsin-Madison und von Staat Arkansas-Universität-Jonesboro mit ein.

** Die Forschung wird durch das dringende Bedürfnis an den Organen und an Geweben gefahren, die für Versetzung verfügbar sind, die weit ihre Verfügbarkeit übersteigt. Mehr als 100.000 Patienten sind auf der Spenderwarteliste jederzeit und ein Durchschnitt 22 Menschen sterben jeden Tag beim Warten ein Spenderorgan oder auf ein Gewebe, um, entsprechend einem Papier 2016 in der amerikanischen Zeitschrift der Versetzung verfügbar zu werden

*** Zusätzlich zu den Spinatsblättern, das Team entfernte erfolgreich Zellen von der Petersilie, von Artemesia-annua (süßer Wermut) und von den haarigen Wurzeln der Erdnuss.

**** „Gewebe führte Gestelle werden produziert gewöhnlich entweder aus den Tier-abgeleiteten oder synthetischen Biosubstanzen aus, die großen Kosten und eine große Umweltbelastung haben. Tier-abgeleitete Biosubstanzen verwendeten weitgehend als Gestellmaterialien für Gewebetechnik mit.einschließen Proteine des Eingeborenen [extrazelluläre Matrix] wie Kollagen ich oder fibronectin und ganze tierische Gewebe und Organe. Jährlich werden 115 Million Tiere geschätzt, in der Forschung benutzt zu werden. Wegen dieser großen Zahl, ist viel Energie für die Aufrechterhaltung und die Fütterung solcher Tiere sowie sich die große Menge des Abfalls zu entledigen notwendig, der erzeugt wird. Zusammen mit dieser Umweltbelastung hat Tierforschung auch eine Fülle ethische Erwägungen, die durch die vorstehende Ausführung von Tiermodellen zugunsten der biologischer relevanten menschlichen Gewebein-vitromodelle vermindert werden konnten,“ die Autoren raten.