Stamcelplaten geoogst in slechts twee dagen

Stamcellen zijn celfabrieken die zich constant verdelen om nieuwe cellen te maken. Het implanteren van stamcellen in beschadigde organen kan nieuwe weefsels regenereren. Cell sheet engineering, waardoor stamcellen in beschadigde gebieden kunnen worden getransplanteerd in de vorm van vellen die alleen uit cellen bestaan, elimineert volledig immuunafstoting veroorzaakt door externe stoffen en stimuleert weefselregeneratie. Een onderzoeksteam onder leiding van POSTECH is er onlangs in geslaagd de oogstperiode van dergelijke stamcelvellen drastisch te verkorten.

Een gezamenlijk onderzoeksteam bestaande uit professor Dong Sung Kim en onderzoeker Andrew Choi van de afdeling Werktuigbouwkunde van POSTECH en dr.InHyeok Rhyou en dr.Ji-Ho Lee van de afdeling orthopedische chirurgie van het Pohang Semyung Christianity Hospital heeft de totale oogstperiode aanzienlijk verkort. van een stamcelblad tot twee dagen. De nanotopografie van poly (N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), dat abrupt van ruwheid verandert afhankelijk van de temperatuur, maakt het mogelijk celvellen te oogsten die bestaan ​​uit mesenchymale stamcellen afgeleid van menselijk beenmerg. Aangezien het gemiddeld een week duurt om stamcellen tot vellen te maken met behulp van de bestaande technieken die tot nu toe zijn ontwikkeld, is dit de kortste oogsttijd ooit. Deze onderzoeksresultaten zijn als omslag gepubliceerd in de laatste uitgave van Biomaterialen Science, een internationaal tijdschrift op het gebied van biomaterialen.

Professor Kim’s onderzoeksteam concentreerde zich op PNIPAAm, een polymeer dat ofwel met water wordt gecombineerd of het afweert, afhankelijk van de temperatuur. In eerdere studies is PNIPAAm geïntroduceerd als een coatingmateriaal voor celkweekplatforms om celplaten te oogsten, maar het bereik van het gebruik werd belemmerd vanwege de beperkte soorten cellen die tot platen kunnen worden gemaakt. In 2019 ontwikkelde het onderzoeksteam voor het eerst een technologie om de ruwheid van 3D-bulk PNIPAAm gemakkelijk te reguleren en heeft het op stabiele wijze verschillende soorten cellen in vellen geproduceerd.

De studie die deze keer werd uitgevoerd, was gericht op het in korte tijd maken van stamcellen – die effectief zijn bij weefselregeneratie – in vellen om hun directe bruikbaarheid te vergroten. Het team bereikte dit door een isotroop patroon van nanoporiën van 400 nanometer (nm, 1 miljardste van een meter) toe te passen op het oppervlak van een 3D-bulk PNIPAAm. Als gevolg hiervan versnelde niet alleen de vorming en volwassenheid van mesenchymale stamcellen uit menselijk beenmerg op de nanotopografie van bulk-PNIPAAm, maar ook de oppervlakteruwheid van bulk-PNIPAAm bij kamertemperatuur onder de lagere kritische oplossingstemperatuur (LCST) was snel. verhoogd, waardoor het loslaten van celplaten effectief wordt veroorzaakt. Dit maakte op zijn beurt de snelle oogst mogelijk van mesenchymale stamcelvellen afkomstig van menselijk beenmerg.

“Er zijn minstens vijf dagen nodig om stamcelvellen te oogsten die zijn gerapporteerd door eerdere onderzoeken”, aldus Andrew Choi, de “auteur van het artikel.” We kunnen ze nu in slechts twee dagen oogsten met de PNIPAAm-nanotopografie die deze keer is ontwikkeld. “

“We hebben de oogsttijd aanzienlijk verkort door nanotopografie op het oppervlak van de 3D-bulk PNIPAAm te introduceren om voor het eerst ter wereld rijpe stamcelvellen te produceren”, merkte professor Dong Sung Kim op, die het onderzoek leidde. Hij voegde eraan toe: “We hebben de mogelijkheid geopend om de lakens in de toekomst rechtstreeks op patiënten aan te brengen.”