Mit
Content
Traducción: La fusión de tejido y de la electrónica Nuevo tejido andamio podría ser usado para el desarrollo de fármacos y dispositivos implantables terapéuticos Para controlar la forma tridimensional de la ingeniería de tejidos, los investigadores cultivar células en minúsculas, esponja-como andamios. Estos dispositivos se pueden implantar en pacientes o utilizada en el laboratorio para estudiar las respuestas de los tejidos a fármacos potenciales. Un equipo de investigadores del MIT, la Universidad de Harvard y del Hospital Infantil de Boston ha añadido ahora un nuevo elemento al andamiaje de tejido: los sensores electrónicos. Estos sensores, hechas de nanocables de silicio, podría ser utilizado para monitorear la actividad eléctrica en el tejido que rodea el andamio, el control de la liberación del fármaco o fármacos candidatos de pantalla para sus efectos sobre los latidos del tejido del corazón. El estudio, publicado en línea 26 de agosto en Nature Materials, también podría allanar el camino para el desarrollo de la ingeniería tisular corazones, dice Robert Langer, del Instituto David H. Koch profesor en el MIT y autor principal del artículo. "Estamos muy entusiasmados con este estudio", dice Langer. "Esto nos lleva un paso más cerca de crear algún día un corazón mediante ingeniería tisular, y muestra cómo los nanomateriales novedosos pueden desempeñar un papel en este campo". Los autores principales del artículo son Bozhi Tian, un ex investigador postdoctoral en el Hospital de MIT y de la Infancia; Jia Liu, un estudiante graduado de Harvard, y Tal Dvir, un ex investigador posdoctoral del MIT. Otros autores principales son Daniel Kohane, director del Laboratorio de Biomateriales y administración de medicamentos en el Hospital de Niños, y Charles Lieber, profesor de Harvard de la química. Un sistema de 3-D Hasta ahora, las únicas plataformas celulares que incorporó sensores electrónicos consistían en capas planas de las células cultivadas en electrodos de metal planas o transistores. Los sistemas de dos dimensiones no replicar con precisión el tejido natural, por lo que el equipo de investigación se propuso diseñar un andamio 3-D
que pueden monitorear la actividad eléctrica, lo que les permite ver cómo las células dentro de la estructura respondería a medicamentos específicos. Los investigadores construyeron su nuevo andamio de epoxi, un material no tóxico que puede adoptar una poroso, estructura 3-D. Los nanocables de silicio embebidas en el andamio transportar señales eléctricas desde y hacia las células cultivadas dentro de la estructura. "El andamio no es sólo un soporte mecánico para las células, que contiene varios sensores. Nosotros células de semillas en el andamio y, finalmente, se convierte en un tejido de ingeniería 3-D ", dice Tian. El equipo optó por nanocables de silicio para sensores electrónicos porque son pequeños, estables, puede ser de forma segura implantado en tejido vivo y son más sensibles a la electricidad que los electrodos metálicos. Los nanocables, que varían en diámetro de 30 a 80 nanómetros (aproximadamente 1.000 veces más pequeño que un cabello humano), puede detectar menos de una milésima parte de un vatio, que es el nivel de electricidad que puede ser visto en una célula. Supervisión del comportamiento celular En el estudio de Nature Materials, los investigadores utilizaron sus andamios para crecer cardíaco, los nervios y el tejido muscular. Uso de la ingeniería de tejido cardíaco, los investigadores fueron capaces de controlar la respuesta de las células a la noradrenalina, un estimulante que suele aumentar la frecuencia cardíaca. Gordana Vunjak-Novakovic, profesor de ingeniería biomédica en la Universidad de Columbia, dice que el trabajo podría ayudar a abordar una gran necesidad de diseñar células que responden a estímulos eléctricos, que pueden avanzar en el tratamiento de las enfermedades cardíacas y neurológicas. "Este es un bello ejemplo de cómo la nanoelectrónica se puede combinar con la ingeniería de tejidos para monitorear el comportamiento de las células", dice Vunjak-Novakovic, que no formó parte del equipo de investigación. El equipo también creció vasos sanguíneos incrustados con sensores electrónicos y demostraron que podrían ser utilizados para medir los cambios de pH dentro y fuera de los vasos. Tales dispositivos implantables podría permitir a los médicos para controlar la inflamación y otros procesos bioquímicos en pacientes que reciben los implantes. En última instancia, los investigadores les gustaría para
diseñar tejidos que no sólo pueden detectar un evento eléctrico o químico, pero también responden a ella apropiadamente - por ejemplo, mediante la liberación de un fármaco. "Podría ser un circuito cerrado de retroalimentación, tanto como nuestro sistema nervioso autónomo es", dice Kohane. "Los cambios en el sistema nervioso sentidos en alguna parte del cuerpo y envía un mensaje al sistema nervioso central, que a su vez envía un mensaje de vuelta para tomar medidas correctivas". El equipo ahora está aún más el estudio de las propiedades mecánicas de los andamios y haciendo planes para probarlos en animales. La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación McKnight y el Hospital Infantil de Boston.
Compartir en facebookShare en google_plusone Compartir en stumbleuponShare en diggShare en redditShare en deliciousMore Compartir Services46 Compartir en el correo electrónico
que pueden monitorear la actividad eléctrica, lo que les permite ver cómo las células dentro de la estructura respondería a medicamentos específicos. Los investigadores construyeron su nuevo andamio de epoxi, un material no tóxico que puede adoptar una poroso, estructura 3-D. Los nanocables de silicio embebidas en el andamio transportar señales eléctricas desde y hacia las células cultivadas dentro de la estructura. "El andamio no es sólo un soporte mecánico para las células, que contiene varios sensores. Nosotros células de semillas en el andamio y, finalmente, se convierte en un tejido de ingeniería 3-D ", dice Tian. El equipo optó por nanocables de silicio para sensores electrónicos porque son pequeños, estables, puede ser de forma segura implantado en tejido vivo y son más sensibles a la electricidad que los electrodos metálicos. Los nanocables, que varían en diámetro de 30 a 80 nanómetros (aproximadamente 1.000 veces más pequeño que un cabello humano), puede detectar menos de una milésima parte de un vatio, que es el nivel de electricidad que puede ser visto en una célula. Supervisión del comportamiento celular En el estudio de Nature Materials, los investigadores utilizaron sus andamios para crecer cardíaco, los nervios y el tejido muscular. Uso de la ingeniería de tejido cardíaco, los investigadores fueron capaces de controlar la respuesta de las células a la noradrenalina, un estimulante que suele aumentar la frecuencia cardíaca. Gordana Vunjak-Novakovic, profesor de ingeniería biomédica en la Universidad de Columbia, dice que el trabajo podría ayudar a abordar una gran necesidad de diseñar células que responden a estímulos eléctricos, que pueden avanzar en el tratamiento de las enfermedades cardíacas y neurológicas. "Este es un bello ejemplo de cómo la nanoelectrónica se puede combinar con la ingeniería de tejidos para monitorear el comportamiento de las células", dice Vunjak-Novakovic, que no formó parte del equipo de investigación. El equipo también creció vasos sanguíneos incrustados con sensores electrónicos y demostraron que podrían ser utilizados para medir los cambios de pH dentro y fuera de los vasos. Tales dispositivos implantables podría permitir a los médicos para controlar la inflamación y otros procesos bioquímicos en pacientes que reciben los implantes. En última instancia, los investigadores les gustaría para
diseñar tejidos que no sólo pueden detectar un evento eléctrico o químico, pero también responden a ella apropiadamente - por ejemplo, mediante la liberación de un fármaco. "Podría ser un circuito cerrado de retroalimentación, tanto como nuestro sistema nervioso autónomo es", dice Kohane. "Los cambios en el sistema nervioso sentidos en alguna parte del cuerpo y envía un mensaje al sistema nervioso central, que a su vez envía un mensaje de vuelta para tomar medidas correctivas". El equipo ahora está aún más el estudio de las propiedades mecánicas de los andamios y haciendo planes para probarlos en animales. La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación McKnight y el Hospital Infantil de Boston.
Compartir en facebookShare en google_plusone Compartir en stumbleuponShare en diggShare en redditShare en deliciousMore Compartir Services46 Compartir en el correo electrónico
