Turun yliopiston ja Åbo Akademin tutkijat ovat kehittäneet ensimmäisen biomusteen, josta voidaan 3d-tulostaa luonnollisen kaltaisia luun kudosmalleja.
Täysin uudentyyppinen biomateriaali on gelatiinista, pitkäketjuisesta sokerista ja nanoselluloosasta valmistettu geeli, johon on lisätty kantasoluja.
Uutuuden rakenne on luonnollisen huokoinen ja samalla sopivan jäykkä tulostukseen.
Lisäksi materiaali tarjoaa kantasoluille ympäristön, jossa ne alkavat toimia samaan tapaan kuin sikiönkehityksen aikana ja erilaistuvat luuta tuottaviksi soluiksi.
Turkulaiskeksintö on ensimmäinen emulsioperiaatteella toimiva biomuste, jolla on pystytty valmistamaan luukudosta.
Biotulostustekniikkaa voidaan hyödyntää esimerkiksi lääkekehityksessä, tulehdussairauksien luustovaikutuksien mittaamisessa ja perinnöllisten luustosairauksien tutkimuksessa.
”Merkittävä edistysaskel”
”Tekniikkamme on merkittävä edistysaskel, sillä vastaavia biomusteita ei ole ennen onnistuttu käyttämään tämänkaltaisten luurakenteiden tuotantoon, mutta kehittämämme materiaali toimii erinomaisesti tähän tarkoitukseen”, kuvailee tutkija Tuomas Näreoja Turun yliopistosta.
Näreoja toimii yliopiston osteoimmunologian työryhmän johtajana.
Biomusteella voidaan tulostaa luonnollisen kaltaisia kudosmalleja sekä farmakologiseen että diagnostiseen testikäyttöön.
Tulevaisuudessa sitä voidaan ehkä hyödyntää myös regeneratiivisessa lääketieteessä eli kudosten ja elinten uudelleenkasvattamisessa.
Auttaa vähentämään eläinkokeita
”Kudosmallien hyöty korostuu lääkekehityksen alkuvaiheissa, jolloin näissä malleissa voidaan tuottaa tietoa lääkkeen vaikutuksista ihmisen kudoksiin”, kertoo akatemiatutkija Xiaoju Wang.
Wang johtaa Åbo Akademin biomateriaalien ja lääkevalmistuksen työryhmää.
Kun tarvittava tieto saadaan kudosmalleista, voidaan vähentää eläinkokeisiin etenevien lääkeaihioiden ja samalla eläinkokeiden määrää.
Diagnostiikassa kudosmalleista on hyötyä, kun selvitetään, millaisia merkkiaineita luusolut erittävät reagoidessaan esimerkiksi keinonivelmateriaalien kanssa.
Luun tuhoutumisesta kertovilla merkkiaineilla voitaisiin tunnistaa kehittyviä keinonivelkomplikaatiota jo ennen oireiden ilmenemistä.
Avaimena kantasolujen onnistunut ohjaaminen
Turkulaiset osoittivat tutkimuksessaan, että uudesta biomusteesta koostuva kudosmallirakenne kykenee ohjaamaan kantasolujen erilaistumista rustosoluiksi ja luuta tuottaviksi soluiksi.
Solujen toiminnan ohjauksen onnistumisessa erityisen tärkeä tekijä on fosforyloidun nanoselluloosan pitoisuus.
Merkittävä on myös rakennekomponenttien kyky sitoa luun muodostumisessa tarvittavaa kalsiumia.
Tutkijat hallitsivat luun muodostusta estävää ilmiötä kyllästämällä rakenteen kalsiumilla biotulostuksen yhteydessä.
Tutkimustulokset on julkaistu Advanced Functional Materials -lehdessä.
Tilaa Kemiamedian uutiskirje!
Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista. Osallistut samalla kylpylävuorokauden arvontaan!
