Живые клетки прячут волокнистые белки и гели полисахарида, названные внеклеточной матрицей, которые поддерживают выживание клетки и силу ткани. Легкие травмы мышц затрагивают клетки ткани, но не внеклеточные компоненты.
При тяжелых травмах, однако, внеклеточная матрица не функционирует правильно и не может начать целебный процесс. Спроектированные «мускулистые имитаторы» обеспечивают молекулы, необходимые, чтобы подать реплики регенерации.
«Когда значительный объем мышц потерян, физические и химические сигналы, обеспеченные внеклеточной матрицей, отсутствуют, и объемная потеря мышц вместо этого заменена тканью шрама», сказал Джеффри Уолчок, доцент биоинженерии.Грант позволит Wolchok и его исследовательской группе строить подражающие мышце биоматериалы, используя клеточный подход и проверять регенеративные мощности материала.«Как собирающийся мед от пчел, мы собираем внеклеточную матрицу, спрятавшую клетками, и соединяем его, чтобы построить биоматериал», сказал Уолчок.
Wolchok выращивает клетки в пористой пене. Эти клетки прячут внеклеточную матрицу в поры пены.
Пена может тогда быть принесена в жертву или растворена в растворителе, поэтому только внеклеточная матрица остается.«Мы можем использовать жертвенный метод пены, чтобы построить спроектированные подражательные мышцей леса, способные к регенерации поврежденной скелетной мышцы», сказал Уолчок.Одним примером, где эта регенерация помогла бы, являются травмы манжеты вращающего устройства. Каждый год врачи воздействуют на 400 000 травм манжеты вращающего устройства, и приблизительно один из трех из тех пациентов повторит хирургию, потому что сухожилие, держащее мышцы вместе, повторно разрывает.
Вырождение жировой ткани после начальной травмы способствует разрывам сухожилия постхирургии. Хирурги использовали бы подражающий мышце биоматериал, чтобы восстановить поврежденную скелетную мышцу, включая мышцы манжеты вращающего устройства.Уолчок сказал, что его спроектированный мускулистый имитатор может быть введен в травмированную ткань непосредственно или объединен со стволовыми клетками, полученными от пациента. Потенциально стволовые клетки и внеклеточная матрица в имитаторе общались бы с родными клетками и стимулировали бы регенерацию здоровой мышцы.
«Даже скромное сокращение к интенсивности отказов могло устранить десятки тысяч повторных процедур и значительно уменьшить вращающее устройство связанные с манжетой расходы здравоохранения», сказал Уолчок.Wolchok – основной следователь в Регенеративной Лаборатории Биоматериалов в Арканзасском университете. Он изучает биоматериалы, полученные из клеток, ткань техническая и регенеративная медицина и биореакторы.
Он также исследует дизайн медицинских устройств и влияние механической силы на поведении клетки.