新传媒网特定编程的材料可以在特定条件下促进干细胞转化为骨细胞——正如德国亥姆霍兹中心材料和海岸研究中心领导的一个德国研究小组所揭示的那样。为此，科学家们在干细胞研究中使用了一种所谓的形状记忆聚合物。该研究今天发表在著名期刊《美国国家科学院院刊》上。
干细胞以其转化为多种不同类型细胞的能力而闻名，无论是肌肉细胞、软骨细胞还是骨细胞。就像它们所属的身体一样，干细胞会感知周围发生的事情并做出相应的反应。几十年来，研究人员一直在学习如何通过改变细胞环境来控制这一分化过程。获得的知识已被用于组织工程，换句话说，生成替代材料来恢复或维持受损的生物组织。然而，大多数研究都是在静态支架上进行的。现在，来自 Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG)、柏林-勃兰登堡再生疗法中心、柏林自由大学和 Helmholtz 医学多功能生物材料虚拟研究所的研究人员使用了动态支架。
新方法
研究人员采用了一种类似于人造肌肉的聚合物薄片。该薄片具有不寻常的特性，因为它经过训练可以在反复出现温度变化时发生可逆变形。研究人员简单地将一个网格模制在薄片的下侧，并对其进行编程，使其随着温度从体温 (37 °C) 升至 10 °C 而伸展，并在重新加热时收缩。然后，他们将干细胞植入薄片中，并仔细观察网格化薄片和细胞的形状变化。在这种“人造肌肉”的帮助下，科学家们可以使用一个物理信号——温度变化——同时向干细胞发送第二个机械信号。通过这些同步刺激，有可能促使干细胞将自身转变为骨骼细胞。
“我们的聚合物致动器片具有所谓的形状记忆功能。在我们的实验中，这使它可以像换能器一样工作，我们可以用它有效地指示细胞按照我们的意愿行事。我们发现温度的变化，结合薄膜的反复拉伸运动足以促使干细胞分化成骨细胞，”该论文的作者兼德国泰尔托 HZG 生物材料科学研究所负责人 Andreas Lendlein 教授解释说。
