طريقة جديدة لهندسة أنسجة العظام تخلق نموذجًا دقيقًا للعظام البشرية

قد تفتح طريقة جديدة لهندسة أنسجة العظام أبوابًا للبحث والاكتشاف في أمراض العظام والطب

نسيج العظام هو تركيبة معقدة من الخلايا النشطة الأيضية داخل بنية شديدة التكلس من المعادن والكولاجين (بروتين) والبروتينات غير الكولاجينية والبلورات. في الماضي ، لم تنجح محاولات استنساخ أنسجة العظام البشرية في إعادة إنتاج البنية المعدنية ، ومجموعات الخلايا ، وعمل أنسجة العظام بدقة. ومع ذلك ، فقد توصل العلماء في الولايات المتحدة مؤخرًا إلى نموذج العظام الأكثر دقة حتى الآن باستخدام هندسة أنسجة العظام. تم وصف أساليبهم في Nature Communications.

عظام
المادة المهندسة عبارة عن هيكل ثلاثي الأبعاد يحتوي على خلايا عظمية وخلايا عصبية وخلايا بطانية ، والتي تتشكل في أوعية دموية وظيفية. بدأ العلماء بمزيج من الخلايا الجذعية والكولاجين. تشكل بروتينات الكولاجين بعد ذلك بنية هلامية تحتوي على الخلايا الجذعية المضمنة فيه. بعد ذلك ، سكب العلماء الكالسيوم والفوسفات المذاب (معادن العظام الأساسية) وبروتينًا يسمى osteopontin لمنع حدوث التبلور بسرعة كبيرة وتقليل سمية المعادن للخلايا في خليطهم.

عندما ينتشر الخليط عبر المسارات في بنية هلام الكولاجين ، تشكل معادن الكالسيوم والفوسفات المذابة طبقات من البلورات. ثم تنضج الخلايا الجذعية لتصبح خلايا عظمية عاملة. بعد بضعة أيام ، تكون الخلايا النامية قادرة على تطوير روابط مع الخلايا المجاورة الأخرى والتواصل معها. تخلق طريقة هندسة أنسجة العظام هذه البيئة المناسبة التي يمكنها إرسال إشارات للخلايا الجذعية لتنضج لتصبح خلايا عظمية. ثم أضيفت الخلايا العصبية لتشكيل شبكات متصلة وأضيفت الخلايا البطانية لتشكيل شبكات من الأوعية المفتوحة.

تتضمن طريقتهم في هندسة أنسجة العظام نفس العملية الفيزيائية الحيوية التي يقوم بها تكوين العظام البشرية. ونتيجة لذلك ، تمكن العلماء من إعادة إنتاج بنية العظام البشرية وأدائها. تم اختبار مادة العظام المصممة هندسيًا كبديل للعظام المصابة في نماذج الفئران بنتائج إيجابية ، وهم يبحثون الآن عن هندسة نسخة باستخدام خلايا نخاع العظم لدراسة سرطانات الدم ، مثل اللوكيميا.

حتى الآن ، كانت هذه الطريقة في هندسة أنسجة العظام هي الأكثر نجاحًا في تكرار أنسجة العظام الطبيعية بدقة. سيكون لهندسة أنسجة العظام آثار على الاستكشاف المستقبلي وفهم عمليات المرض والإصابات التي تصيب العظام. علاوة على ذلك ، يمكن استخدام هذا النموذج العظمي لتسهيل اكتشاف الأدوية الجديدة والطب التجديدي.

تعليقات

المشاركات الشائعة من هذه المدونة

اصعب واسهل تخصصات الهندسة

كيفية التعرف على العلامات المبكرة لمرض الذئبة

فوائد الطماطم للقلب والبشرة والوقاية من السرطان

أربع فوائد صحية للعناق أو الحضن