Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • TechWeek
  • Биомолтекст2020
  • vsh25

Магнитные наночастицы помогают стволовым клеткам строить кости

Линейные клеточные структуры для костной инженерии

Моделирование сложной иерархической структуры природной костной ткани без использования дополнительных матриц и шаблонов – одна из ключевых проблем современной костной инженерии. Возможным путем её решения может служить самоорганизация клеток, например, под действием внешнего магнитного поля.

В качестве движущей силы, направляющей самоорганизацию клеток в нужное русло, американские ученые использовали биологически совместимые наночастицы оксида железа Fe3O4 размером 10-20 нм, суспендированные в растворе. Для лучшего взаимодействия с клетками в суспензию был добавлен белок альбумин (bovine serum albumin, BSA), который покрывал частицы оксида железа тонкой оболочкой.

Под действием постоянного магнитного поля в 100 Э клетки перестраивались в линейные цепочки, направление которых зависело от ориентации силовых линий. При этом клетки слипались, поэтому после снятия внешнего поля и удаления магнитных частиц их линейная структура сохранялась.


Схема формирования клеточных цепочек. Под действием внешнего магнитного поля клетки выстраиваются в линейные цепочки (b), которые сохраняют свою структуру и после удаления внешнего поля и магнитных частиц (с).


При изменении вектора внешнего магнитного поля клеточные цепочки меняют свое направление (a-d). После удаления внешнего поля клетки сохраняют цепочечную структуру (f). Изображения сделаны с помощью инверсионного конфокального микроскопа, клетки перед экспериментом подкрашены.

Исследования кинетики самоупорядочения показали, что экспериментальные данные хорошо согласуются с моделью коллоидной агрегации. Таким образом, длину клеточных цепочек в растворе можно контролировать путем изменения длительности магнитного воздействия.


Кинетика формирования клеточных цепочек. Исходная суспензия в отсутствие магнитного воздействия (а); через 1 секунду после приложения поля клетки формируют кластеры (b), а через 5 минут отчетливо видны линейные цепочки (с). На графике – зависимость длины цепочек от времени (голубые ромбы) хорошо описывается моделью коллоидной агрегации (пунктир).

Также было замечено, что при малых концентрациях магнитных частиц в суспензии формирование цепочек не происходит из-за увеличения адгезии между клетками.


Цепочечная структура, образующаяся под воздействием магнитного поля (H=100 Э) в течение 2 часов в растворе с концентрацией частиц "альбумин/Fe3O4" 15 мг/мл (а) и 30 мг/мл (b).

Предложенная технология достаточно дешева и проста в исполнении, что предрекает ей блестящее будущее. В дальнейшем авторы планируют создание с ее помощью трехмерных клеточных массивов.

Работа «Formation of Ordered Cellular Structures in Suspension via Label-Free Negative Magnetophoresis» опубликована в журнале NanoLetters.

«Нанометр»

Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru
04.05.2009

Читать статьи по темам:

искусственные органы магнитные наночастицы стволовые клетки тканевая инженерия Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Эмбрионы на запчасти: пора обсуждать проблему

В Англии разгораются дебаты о том, допустимо ли использовать эмбрионы для получения стволовых клеток. Ученые полагают, что лет через 10 стволовые клетки можно будет использовать для лечения различных болезней. Кроме того, эмбрионы могут быть использованы для выращивания новых органов – «запчастей» для тела.

читать

Сухожилия из нановолокон

Для создания искусственных сухожилий Босворт особым образом скрутила биоразлагаемое нановолокно, которое можно вживлять в тело человека. Образующаяся «ткань» по структуре похожа на естественную и может быть пересажена на место разрыва. Она будет способствовать срастанию, а искусственная полимерная замена постепенно исчезнет, и на её месте образуется своя собственная соединительная ткань.

читать

Кожаная кукла: японский подход

Чтобы продемонстрировать эффективность своего нового метода формирования трехмерных биологических структур из отдельных клеток, японские ученые вырастили из живых клеток куклу.

читать

Клеточные технологии готовы к внедрению, но...

Ученые петербургского Института цитологии разработали клеточные продукты, которые могут быть использованы при лечении пациентов с тяжелыми и обширными ожогами. В лаборатории Пинаева работают над технологиями восстановления костной ткани, хрящей и сердечной мышцы. Но внедрение клеточных технологий уперлось в отсутствие денег.

читать

Нервы из вирусов

Вирусы могут восстановить работоспособность нервной ткани и рано или поздно будут применяться для лечения больных с повреждениями спинного мозга.

читать