Главная Технологии Техника Оружие Адреналин Мастер- класс Российская наука Карта: 1 2 3 4 5 6 7 Технологии - Кости без химии

Растите, большие и маленькие
Группа ученых задумалась над тем, как заставить стволовые клетки человека дифференцироваться в клетки костной ткани без применения химических воздействий. Оказалось, все дело в поверхности, на которой они растут. Из космоса на парашюте

Основная идея генерации новой кости проста. Из биосовместимого материала делают заготовку, имеющую форму будущей кости. В систему вносят клетки-предшественники костной ткани, которые со временем должны заселить весь объем заготовки. Чтобы клетки росли и развивались, добавляют сигнальные молекулы, факторы дифференцировки и роста клеток кости. Если все условия подобраны правильно, со временем на месте заготовки образуется кость, по прочности и другим характеристикам очень похожая на настоящую. Секреты древней воды

В качестве клеток-предшественников костной ткани используют мезенхимальные стволовые клетки (MSC), которые можно выделить, например, из костного мозга. Эти клетки в соответствующих условиях могут дифференцироваться в клетки разных типов: жировые, костные, хрящевые, мышцы, клетки соединительной ткани. Для правильного формирования кости необходимо, чтобы MSC дифференцировались в остеогенные клетки, которые в дальнейшем разовьются в зрелые клетки костной ткани – остеобласты и остеоциты. Космос: новости

Однако даже у такого замечательного подхода имеется ряд нерешенных проблем. Например, факторы, стимулирующие образование кости, для каждого пациента должны подбираться индивидуально, с учетом возраста, пола и т.п. Другая трудность заключается в том, что зачастую MSC формируют вокруг заготовки мягкие ткани, прежде чем успеют дифференцироваться в клетки кости и прорасти внутрь. Я – спутник-разведчик

Известно, что процесс дифференцировки стволовых клеток зависит от особенностей подложки, на которой они растут. Однако прежде у разных исследователей получались противоречивые результаты. В целом считается, что более шероховатая подложка способствует лучшей дифференцировке клеток костной ткани, однако в некоторых случаях бывает и наоборот. Группа британских ученых во главе с Ричардом Ореффо (Richard Oreffo) предположила, что все дело в наноразмерных особенностях шероховатой поверхности. Крылья солнца

Чтобы проверить свою догадку, они изготовили различные подложки, на которых определенным образом располагались лунки 120 нм в диаметре и 100 нм глубиной. Расстояние между лунками составляло в среднем 300 нм. Помимо подложек с регулярным расположением лунок (в вершинах шестиугольника или квадрата), были также исследованы поверхности с разной степенью разупорядоченности: лунки располагались в пределах 20 нм от вершин правильных квадратов, в пределах 50 нм, или же были нанесены случайным образом. Вертикальный ураган

Оказалось, на подложке с несколько разупорядоченным расположением лунок клетки быстрее достигают оптимальной плотности и лучше синтезируют остеопонтин и остеокальцин. Более того, в этих препаратах было отмечено появление островков окостенения, что является важным этапом в процессе нормального формирования кости. Что же касается направления дифференциации стволовых клеток, то и оно двигалось в сторону костной ткани лучше всего на подложке с углублениями, расположенными в пределах 50 нм от вершин правильных квадратов. Ближе к людям

На основании проделанных экспериментов ученые заключают, что нашли способ выращивать клетки костной ткани без применения химических воздействий. Несомненно, это важный шаг в области тканевой инженерии кости. Между тем, секрет удивительной прочности и легкости костей был выяснен лишь недавно (« Сила кости»), однако новейшие наноматериалы могут превзойти и их (« Важность дырок»). Марсоход, ракеты и Большой взрыв

« Нанометр» Аэрояхта

Изящная походка робота



Марсоход, ракеты и Большой взрыв | Робоящер | Аэрояхта | Космос: новости | Изящная походка робота | Ядерная пушка, робот и пара галактик | Чувство тела | Надувные спутники | Золотая пулька | Миссия в деталях | Грязные игры | Космос: новости | Проба пера | Нановольтметр | «Разрушитель», «Потрошитель» и другие | Учитель чуткости | По воле волн | На скорости света | Трансформеры, скрипачи и вездеходы | Космос: новости | Мементо |